JP4862866B2 - Image display device and image display method - Google Patents

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Description

本発明は、画像表示装置および画像表示方法に関し、特に映像表現力に優れ、また使用環境や使用者の好みに合った明るさの映像が得られる画像表示装置に関するものである。   The present invention relates to an image display device and an image display method, and more particularly to an image display device that is excellent in video expression and that can obtain a video image with brightness suitable for the use environment and the user's preference.

近年、情報機器の発達はめざましく、解像度が高く、低消費電力でかつ薄型の画像表示装置の要求が高まり、研究開発が進められている。中でも液晶表示装置は液晶分子の配列を電気的に制御して、光学的特性を変化させることができ、上記のニーズに対応できる表示装置として期待されている。このような液晶表示装置の一形態として、液晶ライトバルブを用いた光学系から射出される映像を投射レンズを通してスクリーンに拡大投射する投射型液晶表示装置(液晶プロジェクタ)が知られている。投射型液晶表示装置は光変調器として液晶ライトバルブを用いたものであるが、投射型表示装置には、液晶ライトバルブの他、デジタルミラーデバイス(Digital Mirror Device,以下、DMDと略記する)を光変調器としたものも実用化されている。ところが、この種の従来の投射型表示装置は以下のような問題点を有している。   In recent years, the development of information equipment has been remarkable, and the demand for a high-resolution, low power consumption and thin image display device has increased, and research and development have been promoted. Among them, the liquid crystal display device is expected as a display device that can electrically control the alignment of liquid crystal molecules to change the optical characteristics and can meet the above-mentioned needs. As one form of such a liquid crystal display device, there is known a projection type liquid crystal display device (liquid crystal projector) that enlarges and projects an image emitted from an optical system using a liquid crystal light valve onto a screen through a projection lens. The projection type liquid crystal display device uses a liquid crystal light valve as an optical modulator, but the projection type display device includes a liquid crystal light valve and a digital mirror device (hereinafter abbreviated as DMD). An optical modulator is also in practical use. However, this type of conventional projection display device has the following problems.

(1)光学系を構成する様々な光学要素で生じる光漏れや迷光のため、充分なコントラストが得られない。そのため、表示できる階調範囲(ダイナミックレンジ)が狭く、陰極線管(CRT)を用いた既存のテレビ受像機に比較すると、映像の品質や迫力の点で劣ってしまう。
(2)各種の映像信号処理により映像の品質向上を図ろうとしても、ダイナミックレンジが固定されているために、充分な効果を発揮することができない。
(1) A sufficient contrast cannot be obtained due to light leakage and stray light generated by various optical elements constituting the optical system. Therefore, the gradation range (dynamic range) that can be displayed is narrow, and the quality and power of the video are inferior compared to existing television receivers using a cathode ray tube (CRT).
(2) Even if an attempt is made to improve the quality of video by various video signal processing, the dynamic range is fixed, so that a sufficient effect cannot be exhibited.

このような投射型表示装置の問題点に対する解決策、つまりダイナミックレンジを拡張する方法としては、映像信号に応じて光変調器(ライトバルブ)に入射させる光の量を変化させることが考えられる。それを実現するのに最も簡便な方法は、ランプの光出力強度を変化させることである。投射型液晶表示装置において、メタルハライドランプの出力光の制御を行う方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。
特開平3−179886号公報
As a solution to the problem of such a projection display device, that is, a method of extending the dynamic range, it is conceivable to change the amount of light incident on the light modulator (light valve) according to the video signal. The simplest way to achieve this is to change the light output intensity of the lamp. In a projection type liquid crystal display device, a method for controlling output light of a metal halide lamp has been proposed (for example, see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 3-179886

投射型液晶表示装置に用いるランプとしては高圧水銀ランプが現在主流となっているが、高圧水銀ランプで光出力強度を制御するのは極めて困難な状況である。このことから、ランプの光出力強度自体は変化させなくても、光変調手段への入射光量を映像信号に応じて変化させることのできる方法が求められている。
さらに上記の問題点に加えて、現行の投射型表示装置では光源の明るさが固定されているため、例えば暗めの鑑賞環境においては画面が明るくなりすぎたり、また、投射距離や投射レンズのズーミングにより投射スクリーンサイズを変化させた際に、それに応じて画面の明るさが変化してしまうという問題点もあった。
High-pressure mercury lamps are currently mainstream as lamps used in projection-type liquid crystal display devices, but it is extremely difficult to control light output intensity with high-pressure mercury lamps. For this reason, there is a need for a method that can change the amount of light incident on the light modulation means in accordance with the video signal without changing the light output intensity itself of the lamp.
In addition to the above-mentioned problems, the brightness of the light source is fixed in the current projection display device. For example, the screen becomes too bright in a dark viewing environment, and the projection distance and zooming of the projection lens are also performed. When the projection screen size is changed by this, there is a problem that the brightness of the screen changes accordingly.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、ランプの光出力強度を変化させることなく光変調手段への入射光量を変化させることができ、映像表現力や使用環境への順応性の面で優れた効果を発揮することのできる画像表示装置および画像表示方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can change the amount of light incident on the light modulation means without changing the light output intensity of the lamp. An object of the present invention is to provide an image display device and an image display method capable of exhibiting excellent effects in terms of adaptability.

上記の目的を達成するために、本発明の第1の画像表示装置は、照明光の調光処理と画像信号の伸張処理とによって表示画像が調整される画像表示装置であって、画像の明るさを特徴付ける画像パラメータを画像信号に基づいて単位時間毎に抽出する画像パラメータ抽出手段と、前記画像パラメータの時間変化に依存して調光処理と伸張処理とに係わるシステム制御パラメータを決定する制御パラメータ決定手段とを備え、制御パラメータ決定手段において、単位時間毎のシステム制御パラメータの変化量を所定の量以下に制限することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a first image display device of the present invention is an image display device in which a display image is adjusted by a dimming process of illumination light and an expansion process of an image signal. Image parameter extracting means for extracting an image parameter characterizing the length per unit time based on an image signal, and a control parameter for determining a system control parameter relating to a dimming process and an expansion process depending on a time change of the image parameter Determining means, and the control parameter determining means limits a change amount of the system control parameter per unit time to a predetermined amount or less.

本発明者は、例えば映像信号、投射拡大率、使用環境下における明るさの状況等の外部からの情報に基づいて光量を調節する調光素子を備えた投射型表示装置を既に出願している。この装置によれば、調光素子を用いることで光源自体の光出力強度を変化させることなく、映像や状況に応じて光変調器への入射光量を調節することができ、上記の目的を達成することができる。しかしながら、画像の明るさが変化した際に、光変調器と調光素子の応答特性が異なることに起因して不要な明るさのちらつきが生じてしまうという問題があった。また、字幕部分などのように、本来明るさが変化して欲しくない個所でも明るさの変動が視認されてしまい、映像を鑑賞する際に違和感が生じていた。   The present inventor has already applied for a projection display device including a dimming element that adjusts the amount of light based on information from the outside such as a video signal, a projection magnification ratio, and a brightness situation under a use environment. . According to this apparatus, the amount of light incident on the light modulator can be adjusted according to the image and the situation without changing the light output intensity of the light source itself by using the light control element, and the above object is achieved. can do. However, when the brightness of the image changes, there is a problem that unnecessary brightness flickering occurs due to the difference in the response characteristics of the light modulator and the light control element. In addition, brightness fluctuations are perceived at places where the brightness does not want to change, such as in a subtitle portion, and there is a sense of incongruity when viewing images.

本発明の画像表示装置は、上記の目的を達成すると同時に、上記の問題点をも解決することを目的としたものである。すなわち、本発明の画像表示装置においては、画像信号に基づいて画像パラメータ抽出手段が画像パラメータを単位時間毎に抽出し、また前記画像パラメータの時間変化に依存して制御パラメータ決定手段がシステム制御パラメータを決定する。なお、ここで言う「画像パラメータ」とは画像の明るさを特徴付けるパラメータのことであり、例えば画像の平均明るさ、画像に含まれる最大明るさ、もしくは最大明るさから上位10%の画素が含まれる明るさなどを画像パラメータに用いることができる。また、「システム制御パラメータ」とは、システム内で調光処理や伸張処理を行うのに用いるパラメータのことであり、具体的には後述する調光係数や伸張係数がこれに該当する。また、「単位時間」とは、例えば1フレーム、もしくは1フィールドとすることができる。   The image display device of the present invention aims to achieve the above object and at the same time solve the above problems. That is, in the image display device of the present invention, the image parameter extracting means extracts the image parameter per unit time based on the image signal, and the control parameter determining means depends on the time change of the image parameter. To decide. The “image parameter” referred to here is a parameter that characterizes the brightness of the image. For example, the average brightness of the image, the maximum brightness included in the image, or the top 10% of pixels from the maximum brightness is included. Brightness can be used as an image parameter. The “system control parameter” is a parameter used for performing dimming processing or expansion processing in the system, and specifically, a dimming coefficient or expansion coefficient described later corresponds to this. The “unit time” may be, for example, one frame or one field.

本発明の第1の画像表示装置においては、制御パラメータ決定手段にて単位時間毎のシステム制御パラメータの変化量が所定の量以下に制限されているので、調光処理や伸張処理による画像の明るさの変動が十分に小さくなる。その結果、調光処理と伸張処理の応答特性が異なっていても、ちらつきの程度が小さくなり、視聴者に視認されにくくなるので、映像の品位を上げることができる。また、調光によって本来明るさが一定であるはずの字幕部分で明るさが多少変化したとしても、単位時間あたりの明るさの変化量が小さいため、視聴者が違和感を感じることがない。   In the first image display device of the present invention, the amount of change in the system control parameter per unit time is limited to a predetermined amount or less by the control parameter determination means, so that the brightness of the image by the dimming process or the expansion process is reduced. The variation in height is sufficiently small. As a result, even if the response characteristics of the dimming process and the extension process are different, the degree of flickering is reduced and it is difficult for the viewer to visually recognize, so that the quality of the video can be improved. In addition, even if the brightness changes slightly in the subtitle portion, which should originally have a constant brightness due to the light control, the viewer does not feel uncomfortable because the amount of change in brightness per unit time is small.

上記構成の画像表示装置において、単位時間毎のシステム制御パラメータの変化量を、当該画像表示装置の最大明るさを100%としたときに、画面内の全ての領域で明るさの変化がその5%以内になるように制限することが望ましい。
その理由は、単位時間毎5%以内の変化であれば、調光処理と伸張処理の応答特性が異なっていても、それらの不一致により発生するちらつきが認識されることがないからである。
In the image display device having the above configuration, when the amount of change in the system control parameter per unit time is 100%, the brightness change is 5 in all the areas in the screen. It is desirable to limit it to be within%.
The reason is that if the change is within 5% per unit time, even if the response characteristics of the dimming process and the extension process are different, the flicker caused by the mismatch is not recognized.

本発明の第2の画像表示装置は、照明光の調光処理と画像信号の伸張処理とによって表示画像が調整される画像表示装置であって、画像の明るさを特徴付ける画像パラメータを画像信号に基づいて単位時間毎に抽出する画像パラメータ抽出手段と、前記画像パラメータの時間変化に依存して調光処理と伸張処理とに係わるシステム制御パラメータを決定する制御パラメータ決定手段とを備え、制御パラメータ決定手段において、単位時間毎の画像パラメータの変化量に応じてシステム制御パラメータの単位時間毎の変化量を変えることを特徴とする。   A second image display device of the present invention is an image display device in which a display image is adjusted by a dimming process of illumination light and an expansion process of an image signal, and an image parameter characterizing the brightness of the image is used as an image signal. An image parameter extracting means for extracting each unit time based on the image parameter, and a control parameter determining means for determining a system control parameter related to the dimming process and the expansion process depending on the time change of the image parameter. The means is characterized in that the change amount of the system control parameter per unit time is changed in accordance with the change amount of the image parameter per unit time.

すなわち、本発明の第2の画像表示装置は、単位時間毎のシステム制御パラメータの変化量が、常に一定なのではなく、単位時間毎の画像パラメータの変化量に応じて変わるものである。例えば、画像パラメータの変化量がある所定の閾値よりも小さいときのシステム制御パラメータの変化量に対して、画像パラメータの変化量が前記閾値よりも大きいときのシステム制御パラメータの変化量を大きくすることができる。つまり、画像パラメータの変化量が比較的小さい場合、例えば一定の映像シーンの中で明るさがわずかに変化しているような場合には、システム制御パラメータの単位時間あたりの変化量を小さくし、調光や伸張の変化速度を小さくする。一方、画像パラメータの変化量が大きい場合、例えば映像シーンががらりと変わるような場合には、システム制御パラメータの単位時間あたりの変化量を大きくし、調光や伸張の変化速度を大きくする。その結果、同一シーンで画面の変化が小さい場合は視聴者がちらつきや違和感を感じにくい映像を得ることができる一方、シーンが変わるなどで画面が大きく変化する際には、短い応答時間で調整を行うことが可能になる。   That is, in the second image display device of the present invention, the change amount of the system control parameter per unit time is not always constant, but changes according to the change amount of the image parameter per unit time. For example, the change amount of the system control parameter when the change amount of the image parameter is larger than the threshold value is made larger than the change amount of the system control parameter when the change amount of the image parameter is smaller than a predetermined threshold value. Can do. That is, when the change amount of the image parameter is relatively small, for example, when the brightness slightly changes in a certain video scene, the change amount per unit time of the system control parameter is reduced, Reduce the change rate of dimming and stretching. On the other hand, when the change amount of the image parameter is large, for example, when the video scene changes drastically, the change amount per unit time of the system control parameter is increased, and the change rate of dimming or expansion is increased. As a result, when the screen change is small in the same scene, it is possible to obtain an image in which the viewer does not feel flickering or strange. On the other hand, when the screen changes greatly due to a scene change, etc., adjustment is made with a short response time. It becomes possible to do.

その他、本発明の第2の画像表示装置において、画像パラメータの変化量が所定の閾値よりも小さいときにはシステム制御パラメータの単位時間毎の変化量を、画像パラメータの変化量に依らず一定にする構成としても良い。
この構成によれば、閾値以下の範囲(画面の変化が小さいとき)では、特に伸張処理、調光処理による明るさ変動を一定にすることによって、ちらつきをより目立たなくすることが可能となる。
In addition, in the second image display device of the present invention, when the change amount of the image parameter is smaller than a predetermined threshold value, the change amount of the system control parameter per unit time is made constant regardless of the change amount of the image parameter. It is also good.
According to this configuration, in the range below the threshold (when the screen change is small), it is possible to make the flickering less noticeable by making the fluctuation in brightness by the expansion process and the dimming process constant.

もしくは、画像パラメータの変化量が所定の閾値よりも大きいときにはシステム制御パラメータの単位時間毎の変化量に制限値を設けないようにする構成としても良い。
この構成によれば、表示画像の大きな変動に対してすばやく調整を行うことが可能となり、伸張処理、調光処理と表示画像とが適合していない期間を最小限にすることができる。
Alternatively, when the change amount of the image parameter is larger than a predetermined threshold value, a limit value may not be provided for the change amount of the system control parameter per unit time.
According to this configuration, it is possible to quickly adjust a large change in the display image, and it is possible to minimize a period in which the extension process, the light control process, and the display image do not match.

もしくは、画像パラメータの変化量が所定の閾値よりも小さいときにはシステム制御パラメータが変化しないようにする構成としても良い。
この構成によれば、閾値以下の範囲(画面の変化が小さいとき)では、伸張、調光状態が変化しないので、ちらつきをなくすことが可能になる。
Alternatively, the system control parameter may be configured not to change when the change amount of the image parameter is smaller than a predetermined threshold.
According to this configuration, flickering can be eliminated because the expansion and dimming state does not change in a range equal to or less than the threshold (when the change in the screen is small).

本発明の第3の画像表示装置は、照明光の調光処理と画像信号の伸張処理とによって表示画像が調整される画像表示装置であって、画像の明るさを特徴付ける画像パラメータを画像信号に基づいて単位時間毎に抽出する画像パラメータ抽出手段と、前記画像パラメータの時間変化に依存して調光処理と伸張処理とに係わるシステム制御パラメータを決定する制御パラメータ決定手段とを備え、制御パラメータ決定手段において、単位時間毎の画像パラメータが明るい側から暗い側に変化する際のシステム制御パラメータの単位時間毎の変化量に対して、単位時間毎の画像パラメータが暗い側から明るい側に変化する際のシステム制御パラメータの単位時間毎の変化量を大きくすることを特徴とする。   A third image display device of the present invention is an image display device in which a display image is adjusted by dimming processing of illumination light and image signal expansion processing, and an image parameter characterizing the brightness of the image is used as the image signal. An image parameter extracting means for extracting each unit time based on the image parameter, and a control parameter determining means for determining a system control parameter related to the dimming process and the expansion process depending on the time change of the image parameter. In the means, when the image parameter per unit time changes from the dark side to the bright side with respect to the change amount per unit time of the system control parameter when the image parameter per unit time changes from the bright side to the dark side. The amount of change per unit time of the system control parameter is increased.

すなわち、本発明の第3の画像表示装置は、画像が暗い側から明るい側に変化する場合と明るい側から暗い側に変化する場合とでシステム制御パラメータの変化量を変えたものである。画像パラメータが明るい側から暗い側に変化する際のシステム制御パラメータの変化量は小さく、暗い側から明るい側に変化する際のシステム制御パラメータの変化量は大きくしている。その理由は、暗い側では伸張率(伸張係数)が大きいため、明るい側の階調がつぶれた(圧縮された)状態となっている。この状態で明るい側の階調が多く含まれる画像が表示されると、画面全体が明るい側につぶれたものになってしまう。よって、このような表示画像の変化に対しては、できるだけ速やかに調光処理、伸張処理を行うのが視聴する上では好ましい。これに対して、画像が明るい側から暗い側に変化する場合には伸張率(伸張係数)が小さい側から大きい側への変化のため、上のような問題は生じない。その結果、どのような表示画像の変化に対しても視聴者がちらつきや違和感を感じにくいようにすることができる。   That is, the third image display device of the present invention changes the amount of change in the system control parameter when the image changes from the dark side to the bright side and when the image changes from the bright side to the dark side. The change amount of the system control parameter when the image parameter changes from the bright side to the dark side is small, and the change amount of the system control parameter when the image parameter changes from the dark side to the bright side is increased. The reason is that since the expansion ratio (expansion coefficient) is large on the dark side, the gradation on the bright side is crushed (compressed). In this state, if an image containing a lot of gradations on the bright side is displayed, the entire screen will be crushed on the bright side. Therefore, it is preferable for viewing that the dimming process and the expansion process are performed as quickly as possible for such a change in the display image. On the other hand, when the image changes from the bright side to the dark side, the above problem does not occur because the expansion rate (expansion coefficient) changes from the small side to the large side. As a result, it is possible to make it difficult for the viewer to feel flickering or discomfort with any display image change.

本発明の第1の画像表示方法は、本発明の第1の画像表示装置に対応するものである。
すなわち、本発明の第1の画像表示方法は、照明光の調光処理と画像信号の伸張処理とによって表示画像を調整する画像表示方法であって、画像の明るさを特徴付ける画像パラメータを画像信号に基づいて単位時間毎に抽出する第1のステップと、前記画像パラメータの時間変化に依存して調光処理と伸張処理とに係わるシステム制御パラメータを決定する第2のステップとを備え、第2のステップにおいて、単位時間毎のシステム制御パラメータの変化量を所定の量以下に制限することを特徴とする。
The first image display method of the present invention corresponds to the first image display device of the present invention.
In other words, the first image display method of the present invention is an image display method for adjusting a display image by dimming processing of illumination light and expansion processing of an image signal, and an image parameter characterizing the brightness of an image is set as an image signal. And a second step of determining a system control parameter related to the light control process and the expansion process depending on the time change of the image parameter. In this step, the change amount of the system control parameter per unit time is limited to a predetermined amount or less.

本発明の第2の画像表示方法は、本発明の第2の画像表示装置に対応するものである。
すなわち、本発明の第2の画像表示方法は、照明光の調光処理と画像信号の伸張処理とによって表示画像を調整する画像表示方法であって、画像の明るさを特徴付ける画像パラメータを画像信号に基づいて単位時間毎に抽出する第1のステップと、前記画像パラメータの時間変化に依存して調光処理と伸張処理とに係わるシステム制御パラメータを決定する第2のステップとを備え、第2のステップにおいて、単位時間毎の画像パラメータの変化量に応じてシステム制御パラメータの単位時間毎の変化量を変えることを特徴とする。
The second image display method of the present invention corresponds to the second image display device of the present invention.
In other words, the second image display method of the present invention is an image display method for adjusting a display image by dimming processing of illumination light and expansion processing of an image signal, and an image parameter characterizing the brightness of an image is set as an image signal. And a second step of determining a system control parameter related to the light control process and the expansion process depending on the time change of the image parameter. In this step, the change amount of the system control parameter per unit time is changed according to the change amount of the image parameter per unit time.

本発明の第3の画像表示方法は、本発明の第3の画像表示装置に対応するものである。
すなわち、本発明の第3の画像表示方法は、照明光の調光処理と画像信号の伸張処理とによって表示画像を調整する画像表示方法であって、画像の明るさを特徴付ける画像パラメータを画像信号に基づいて単位時間毎に抽出する第1のステップと、前記画像パラメータの時間変化に依存して調光処理と伸張処理とに係わるシステム制御パラメータを決定する第2のステップとを備え、第2のステップにおいて、単位時間毎の画像パラメータが明るい側から暗い側に変化する際のシステム制御パラメータの変化量に対して、単位時間毎の画像パラメータが暗い側から明るい側に変化する際のシステム制御パラメータの変化量を大きくすることを特徴とする。
The third image display method of the present invention corresponds to the third image display device of the present invention.
That is, a third image display method of the present invention is an image display method for adjusting a display image by dimming processing of illumination light and expansion processing of an image signal, and an image parameter characterizing the brightness of an image is set as an image signal. And a second step of determining a system control parameter related to the light control process and the expansion process depending on the time change of the image parameter. In this step, the system control when the image parameter per unit time changes from the dark side to the bright side with respect to the change amount of the system control parameter when the image parameter per unit time changes from the bright side to the dark side. It is characterized by increasing the amount of parameter change.

[第1の実施の形態]
以下、本発明の画像表示装置および画像表示方法の第1の実施の形態について図1〜図5を参照して詳細に説明する。
本発明の画像表示方法を用いた画像表示装置の一例として、R(赤)、G(緑)、B(青)の異なる色毎に液晶ライトバルブを備えた3板式の投射型表示装置を用いて説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of an image display device and an image display method of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
As an example of an image display device using the image display method of the present invention, a three-plate projection display device having a liquid crystal light valve for each color of R (red), G (green), and B (blue) is used. I will explain.

図1は、投射型表示装置の一例を示した概略構成図である。本実施の形態の投射型表示装置は、図1に示すように、光源510、調光素子26、ダイクロイックミラー513、514、反射ミラー515、516、517、リレーレンズ518、519、520、赤色光用液晶ライトバルブ522、緑色光用液晶ライトバルブ523、青色光用液晶ライトバルブ524、クロスダイクロイックプリズム525、投射レンズ系526を備えている。
調光素子26としては、例えば、透過率が可変とされた液晶パネルを用いても良いし、可動式の遮光板などを用いても良い。液晶パネルを用いた調光素子は応答速度が比較的速いものである一方、可動式遮光板などを用いた機械的な調光素子は応答速度が比較的遅いものである。いずれにしても、これら調光素子と液晶ライトバルブとの応答速度は異なるものであり、それでもちらつき等が視認され難くなる点で本発明の技術が有効である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a projection display device. As shown in FIG. 1, the projection display device according to the present embodiment includes a light source 510, a light control element 26, dichroic mirrors 513 and 514, reflection mirrors 515, 516 and 517, relay lenses 518, 519 and 520, red light. Liquid crystal light valve 522, green light liquid crystal light valve 523, blue light liquid crystal light valve 524, cross dichroic prism 525, and projection lens system 526.
As the light control element 26, for example, a liquid crystal panel whose transmittance is variable may be used, or a movable light shielding plate or the like may be used. A light control element using a liquid crystal panel has a relatively fast response speed, while a mechanical light control element using a movable light shielding plate has a relatively low response speed. In any case, the response speeds of the light control device and the liquid crystal light valve are different, and the technique of the present invention is effective in that it is difficult to visually recognize flicker and the like.

光源510は、超高圧水銀灯等のランプ511とランプ511の光を反射するリフレクタ512とから構成されている。この光源510とダイクロイックミラー513との間には、光源510からの光量を調節する調光素子26が配置されている。
青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー513は、光源510からの白色光のうちの赤色光LRを透過させるとともに、青色光LBと緑色光LGとを反射する。透過した赤色光LRは反射ミラー517で反射され、赤色光用液晶ライトバルブ522に入射される。
一方、ダイクロイックミラー513で反射された緑色光LGは、緑色光反射用のダイクロイックミラー514によって反射され、緑色光用液晶ライトバルブ523に入射される。
また、ダイクロイックミラー513で反射された青色光LBは、ダイクロイックミラー514も透過し、リレーレンズ518、反射ミラー515、リレーレンズ519、反射ミラー516、リレーレンズ520からなるリレー系521を経て、青色光用液晶ライトバルブ524に入射される。
The light source 510 includes a lamp 511 such as an ultra-high pressure mercury lamp and a reflector 512 that reflects light from the lamp 511. Between the light source 510 and the dichroic mirror 513, a light control element 26 that adjusts the amount of light from the light source 510 is disposed.
The blue / green light reflecting dichroic mirror 513 transmits the red light LR of the white light from the light source 510 and reflects the blue light LB and the green light LG. The transmitted red light LR is reflected by the reflection mirror 517 and enters the liquid crystal light valve 522 for red light.
On the other hand, the green light LG reflected by the dichroic mirror 513 is reflected by the dichroic mirror 514 for reflecting green light and enters the liquid crystal light valve 523 for green light.
The blue light LB reflected by the dichroic mirror 513 is also transmitted through the dichroic mirror 514, and passes through a relay system 521 including a relay lens 518, a reflection mirror 515, a relay lens 519, a reflection mirror 516, and a relay lens 520, and then blue light. The liquid crystal light valve 524 is incident.

各液晶ライトバルブ522、523、524により変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム525に入射する。このプリズムは、4つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されたものである。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ系526によってスクリーン527上に投射され、画像が拡大されて表示される。各液晶ライトバルブ522、523、524には、画像信号に基づいて、各色光に所定の画像処理を施す画像処理部(図1では図示を省略)が接続されている。   The three color lights modulated by the liquid crystal light valves 522, 523, and 524 are incident on the cross dichroic prism 525. In this prism, four right-angle prisms are bonded together, and a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are formed in a cross shape on the inner surface thereof. These dielectric multilayer films combine the three color lights to form light representing a color image. The synthesized light is projected on the screen 527 by the projection lens system 526 which is a projection optical system, and the image is enlarged and displayed. Each of the liquid crystal light valves 522, 523, and 524 is connected to an image processing unit (not shown in FIG. 1) that performs predetermined image processing on each color light based on an image signal.

図2は、投射型表示装置の駆動回路の構成を示したブロック図である。図2に示すように、画像処理部21には画像解析部24が接続されており、画像解析部24によって決定された画像処理のパラメータ(伸張係数、システム制御パラメータ)に基づいて、画像信号に対する所定の画像処理、ここでは明るさ伸張処理が施されるようになっている。画像処理部21で所定の画像処理が施された画像信号は、ライトバルブドライバ22を介して各液晶ライトバルブ522、523、524に供給される。一方、画像解析部24によって決定された調光処理のパラメータ(調光係数、システム制御パラメータ)に基づいて、調光素子ドライバ25,調光素子26によって光源511からの射出光に対して調光処理を施すようになっている。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the drive circuit of the projection display device. As shown in FIG. 2, an image analysis unit 24 is connected to the image processing unit 21, and based on image processing parameters (expansion coefficient, system control parameter) determined by the image analysis unit 24, an image signal is processed. Predetermined image processing, here brightness expansion processing, is performed. The image signal that has undergone predetermined image processing by the image processing unit 21 is supplied to the liquid crystal light valves 522, 523, and 524 via the light valve driver 22. On the other hand, dimming is performed on the light emitted from the light source 511 by the dimming element driver 25 and the dimming element 26 based on the dimming processing parameters (dimming coefficient, system control parameter) determined by the image analysis unit 24. Processing is to be performed.

図3は、画像解析部24の構成を示すブロック図である。図3に示すように、画像信号と水平・垂直同期信号の双方がヒストグラム作成部31(画像パラメータ抽出手段)に入力され、ヒストグラム作成部31においてヒストグラムが作成される。そして、そのヒストグラムに基づいてパラメータ抽出部32(画像パラメータ抽出手段)において、画像パラメータが抽出、決定されるとともに、調光係数、伸張係数などのシステム制御パラメータが抽出、決定される。ただし、ここで決定されるシステム制御パラメータは個々のフレームに対応した仮の値であって、次段の比較器33(制御パラメータ決定手段)において、画像パラメータの時間変化に依存した真のシステム制御パラメータ(実際に調光処理や伸張処理に用いられるシステム制御パラメータ)が決定される。
調光の方法に関しては、例えば明るい映像シーンでは光量が多くなり、暗いシーンでは光量が少なくなるような表示映像に適応した明るさ制御を行う他、投射拡大率による制御(投射レンズのズーミングに合わせた制御)、外部からの制御(使用者の好み等による制御)などを行っても良いが、ここでは、表示映像適応型の制御の場合を例として、画像パラメータとシステム制御パラメータの抽出を同じ方法で行う場合について説明する。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the image analysis unit 24. As shown in FIG. 3, both the image signal and the horizontal / vertical synchronization signal are input to the histogram creation unit 31 (image parameter extraction means), and the histogram creation unit 31 creates a histogram. Based on the histogram, the parameter extraction unit 32 (image parameter extraction means) extracts and determines image parameters, and extracts and determines system control parameters such as dimming coefficients and expansion coefficients. However, the system control parameter determined here is a temporary value corresponding to each frame, and the true system control depending on the time change of the image parameter in the comparator 33 (control parameter determination means) in the next stage. Parameters (system control parameters that are actually used for dimming and expansion processing) are determined.
As for the dimming method, for example, the brightness control is adapted to the display image so that the amount of light increases in a bright video scene and the amount of light decreases in a dark scene. Control), control from the outside (control according to user's preference, etc.) may be performed, but here the extraction of image parameters and system control parameters is the same, taking the case of display video adaptive control as an example. A case where the method is used will be described.

例えば0〜255の256ステップの階調数を含む映像信号を想定する。連続した映像を構成する任意の1フレームに着目した場合、そのフレームに含まれる画素データの階調数毎の出現数分布(ヒストグラム)が、図4(a)のようになったとする。この例の場合、ヒストグラムに含まれる最も明るい階調数が190であるので、この階調数190を画像パラメータb(t)とする。この最大の明るさの階調数を画像パラメータとする方法は、入力される映像信号に対し、最も忠実に明るさを表現できる方法である。あるいは、最大の明るさから出現数について一定の割合(例えば10%)となる階調数を画像パラメータとしてもよい。この方法の場合、小さな領域での明るさ変動の影響を受けないようにすることができる。   For example, a video signal including the number of gradations of 256 steps from 0 to 255 is assumed. When attention is paid to an arbitrary frame constituting a continuous video, it is assumed that the appearance number distribution (histogram) for each gradation number of pixel data included in the frame is as shown in FIG. In this example, since the brightest number of gradations included in the histogram is 190, the number of gradations 190 is set as the image parameter b (t). The method of using the maximum brightness gradation number as an image parameter is a method that can express the brightness most faithfully to the input video signal. Alternatively, the number of gradations having a certain ratio (for example, 10%) with respect to the number of appearances from the maximum brightness may be used as the image parameter. In the case of this method, it is possible to avoid the influence of brightness fluctuation in a small area.

このようにして、パラメータ抽出部32において、例えば任意の1フレームでの階調数190が画像パラメータb(t)に決定されると、この画像パラメータb(t)に基づいて仮の調光係数x'(t)が計算される。例えば階調と明るさの関係を線形とした場合、最大明るさ(階調数255)を100%とすると、仮の調光係数x'(t)は、x'(t)=190/255=0.75(75%)となる。一方、パラメータ抽出部32において仮の伸張係数も計算されるが、例えば最大階調範囲にまで伸張する場合、上記の例では仮の伸張係数y'(t)は、y'(t)=255/190=1.34となる。   In this way, when the parameter extraction unit 32 determines, for example, the number of gradations 190 in an arbitrary frame as the image parameter b (t), the temporary dimming coefficient is based on the image parameter b (t). x ′ (t) is calculated. For example, if the relationship between gradation and brightness is linear, and the maximum brightness (number of gradations 255) is 100%, the provisional dimming coefficient x ′ (t) is x ′ (t) = 190/255. = 0.75 (75%). On the other hand, a temporary expansion coefficient is also calculated in the parameter extraction unit 32. For example, when the expansion is performed up to the maximum gradation range, in the above example, the temporary expansion coefficient y ′ (t) is y ′ (t) = 255. /190=1.34.

ここで、本実施の形態の場合、1フレーム毎の調光係数の変化量Δxおよび伸張係数の変化量Δyが、画面内で最も明るさが変化する部分の変化が、画面の最大明るさを100%としたときの5%以下となるように制限されている。したがって、任意の1フレームにおける仮の調光係数x'(t)および仮の伸張係数y'(t)がパラメータ抽出部32で計算されると、これらが比較器33に送られ、比較器33においてそれら調光係数x'(t)、伸張係数y'(t)とメモリ34に記憶されたその一つ前のフレームにおける調光係数x'(t−1)、伸張係数y'(t−1)とが比較される。例えば映像が明るい側から暗い側に変化しているとすると、比較結果はx'(t)<x'(t−1)、y'(t)>y'(t−1)となる。この場合、明るさ変化の方向を反映した真の調光係数x(t)は、x(t)=x'(t−1)−Δx、真の伸張係数y(t)は、y(t)=y'(t−1)+Δyとそれぞれ設定され、これら調光係数x(t)、伸張係数y(t)が出力される。   Here, in the case of this embodiment, the change amount Δx of the dimming coefficient and the change amount Δy of the expansion coefficient for each frame are the change in the portion where the brightness changes most in the screen, and the maximum brightness of the screen is obtained. It is limited to 5% or less when 100% is assumed. Accordingly, when the temporary dimming coefficient x ′ (t) and the temporary expansion coefficient y ′ (t) in any one frame are calculated by the parameter extraction unit 32, these are sent to the comparator 33, and the comparator 33 , The dimming coefficient x ′ (t), the expansion coefficient y ′ (t), the dimming coefficient x ′ (t−1) and the expansion coefficient y ′ (t−) in the previous frame stored in the memory 34. 1) is compared. For example, if the video changes from the bright side to the dark side, the comparison results are x ′ (t) <x ′ (t−1), y ′ (t)> y ′ (t−1). In this case, the true dimming coefficient x (t) reflecting the direction of brightness change is x (t) = x ′ (t−1) −Δx, and the true expansion coefficient y (t) is y (t). ) = Y ′ (t−1) + Δy, and the dimming coefficient x (t) and the expansion coefficient y (t) are output.

また、調光係数と伸張係数とは1フレーム内で同期して変化するようにする。つまり、調光係数の変化量Δxおよび伸張係数の変化量Δyを、1フレーム内で調整可能な変化量に抑えることが重要である。これにより、応答がフレームをまたがないようにする。なお、「調光係数」とは、照明光の調光率のことであり、標準表示を行う場合(明るさ最大のとき)を1として1以下で変化する。「伸張係数」とは、液晶ライトバルブに表示する画像データの伸張率のことであり、標準表示を行う場合を1として1以上で変化する。調光係数と伸張係数とは略反比例の関係にあり、調光係数×伸張係数≒1となる。
例えば階調と明るさの関係を線形とした場合、最大明るさ(階調数255)を100%とすると、仮の調光係数x'は、x'=190/255=0.75(75%)となり、これに基づいて真の調光係数xが算出され、その調光係数xに対応する光量が得られるように調光素子26を駆動すればよいことになる。一方、伸張係数については、例えば最大階調範囲にまで伸張する場合、上記の例では仮の伸張係数y'は、y'=255/190=1.34となり、これに基づいて真の伸張係数yが算出され、この伸張係数yに基づいて、画像処理部21において図4(a)に示した階調数0〜190までの映像信号が、図4(b)に示すように階調数0〜255まで伸張される。このような調光処理と伸張処理の組み合わせによって、映像のダイナミックレンジを拡張しつつ、滑らかな階調表現を実現することができる。
Further, the dimming coefficient and the expansion coefficient are changed synchronously within one frame. That is, it is important to suppress the change amount Δx of the dimming coefficient and the change amount Δy of the expansion coefficient to a change amount that can be adjusted within one frame. This ensures that the response does not span frames. The “dimming coefficient” is the dimming rate of the illumination light, and changes with 1 or less when the standard display is performed (when the brightness is maximum). The “expansion coefficient” is an expansion rate of image data displayed on the liquid crystal light valve, and changes with 1 or more when standard display is performed. The dimming coefficient and the expansion coefficient have a substantially inverse relationship, and the dimming coefficient × the expansion coefficient≈1.
For example, when the relationship between gradation and brightness is linear, and the maximum brightness (number of gradations 255) is 100%, the temporary dimming coefficient x ′ is x ′ = 190/255 = 0.75 (75 Based on this, the true dimming coefficient x is calculated, and the dimming element 26 may be driven so that the amount of light corresponding to the dimming coefficient x is obtained. On the other hand, with regard to the expansion coefficient, for example, when expanding to the maximum gradation range, in the above example, the temporary expansion coefficient y ′ is y ′ = 255/190 = 1.34, and based on this, the true expansion coefficient y is calculated, and based on the expansion coefficient y, the image signal from the gradation number 0 to 190 shown in FIG. 4A is converted into the number of gradations as shown in FIG. Stretched from 0 to 255. By combining such dimming processing and expansion processing, smooth gradation expression can be realized while expanding the dynamic range of the video.

本実施の形態のような調光素子26を用いることで光源自体の光強度を変化させることなく、映像に応じて液晶ライトバルブへの入射光量を調節することができ、ダイナミックレンジが広く、映像表現力に優れた投射型表示装置を実現することができる。しかしながら、通常、調光素子と液晶ライトバルブの応答速度が異なるため、例えば図8(a)、(b)に示すように、調光素子の応答速度の方がライトバルブよりも速い場合、図8(c)に示すように、スクリーン上の映像の明るさにおいて不要な明るさ変動(オーバーシュートS)が生じてしまい、ちらつきとして視認されるという問題があった。また、字幕部分などのように、本来明るさが変化して欲しくない個所においても明るさの変動が視認されてしまい、映像を鑑賞する際に違和感が生じていた。   By using the light control element 26 as in the present embodiment, the amount of light incident on the liquid crystal light valve can be adjusted according to the image without changing the light intensity of the light source itself, the dynamic range is wide, and the image A projection display device with excellent expressive power can be realized. However, since the response speed of the light control element and the liquid crystal light valve are usually different, as shown in FIGS. 8A and 8B, for example, when the response speed of the light control element is faster than that of the light valve, FIG. As shown in FIG. 8C, there is a problem that unnecessary brightness fluctuation (overshoot S) occurs in the brightness of the image on the screen, and it is visually recognized as flicker. Also, brightness fluctuations are perceived even in places where the brightness does not want to change, such as subtitles, and there is a sense of discomfort when viewing images.

これに対して、本実施の形態においては、調光処理と伸張処理を行うに際して、1フレーム毎の調光係数の変化量Δxおよび伸張係数の変化量Δyが、例えば明るさ変化が5%以下というように制限されている。すなわち、これらの係数の変化量が小さいため、例えば図5(a)、(b)に示すように、調光素子の明るさおよびライトバルブの明るさが1フレーム毎に少しずつ変化する。その結果、図5(c)に示すように、スクリーン上の映像の明るさにおいても不要な明るさ変動(符号S’)がわずかとなり、ちらつきを視認され難くすることができる。また、字幕部分などのように、本来明るさが変化して欲しくない個所においても明るさの変動が視認され難く、視聴者が違和感を感じることなく、見やすい映像を提供することができる。   On the other hand, in the present embodiment, when the dimming process and the expansion process are performed, the dimming coefficient change amount Δx and the expansion coefficient change amount Δy for each frame are, for example, a brightness change of 5% or less. And so on. That is, since the change amounts of these coefficients are small, for example, as shown in FIGS. 5A and 5B, the brightness of the light control element and the brightness of the light valve change little by little for each frame. As a result, as shown in FIG. 5C, unnecessary brightness fluctuations (symbol S ′) are small even in the brightness of the image on the screen, and flickering can be made difficult to be visually recognized. In addition, it is difficult to visually perceive a change in brightness even in a portion where the brightness is not desired to change, such as a subtitle portion, and it is possible to provide an easy-to-view video without the viewer feeling uncomfortable.

[第2の実施の形態]
以下、本発明の第2の実施の形態について図6を用いて説明する。
本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は第1の実施の形態と全く同様であり、1フレーム毎の調光係数や伸張係数の変化のさせ方が異なるのみである。したがって、本実施の形態では投射型表示装置の構成や駆動回路の構成に関する説明は省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the projection display device of this embodiment is exactly the same as that of the first embodiment, except that the dimming coefficient and the expansion coefficient for each frame are changed. Therefore, in this embodiment mode, description of the configuration of the projection display device and the configuration of the drive circuit is omitted.

第1の実施の形態においては、1フレーム毎の画像パラメータb(t)の変化量に関わらず、1フレーム毎の調光係数および伸張係数の変化量を例えば5%以下というように一律に制限していた。これに対して、本実施の形態においては、1フレーム毎の画像パラメータb(t)の変化量Δb(Δb=b(t)−b(t−1))に応じて調光係数および伸張係数の変化量を変えている。図6は、調光係数および伸張係数の変化量の変え方の一例を示している。図6の例では、画像パラメータの変化量Δb(横軸)が所定の閾値よりも小さいときの調光係数の変化量Δx(縦軸)に対して、画像パラメータの変化量Δbが所定の閾値よりも大きいときの調光係数の変化量Δxの方を大きくしている。ここでは閾値を80〜100程度に設定しており、Δbが正の場合(映像が暗い側から明るい側に変化する場合)と負の場合(映像が明るい側から暗い側に変化する場合)とで調光係数の変化量Δxは絶対値を等しくしている。また、図6では調光係数を例として挙げたが、伸張係数についても同様に設定することができる。
なお、第2の実施の形態においても、画像パラメータの変化量Δbが小さい領域では、第1の実施の形態と同様、単位時間あたりの調光係数の変化量Δxに上限値を設けることが望ましい。
In the first embodiment, regardless of the change amount of the image parameter b (t) for each frame, the change amount of the dimming coefficient and the expansion coefficient for each frame is uniformly limited to, for example, 5% or less. Was. In contrast, in the present embodiment, the dimming coefficient and the expansion coefficient according to the amount of change Δb (Δb = b (t) −b (t−1)) of the image parameter b (t) for each frame. The amount of change is changed. FIG. 6 shows an example of how to change the amount of change in the light control coefficient and the expansion coefficient. In the example of FIG. 6, the change amount Δb of the image parameter is a predetermined threshold value with respect to the change amount Δx (vertical axis) of the dimming coefficient when the change amount Δb (horizontal axis) of the image parameter is smaller than the predetermined threshold value. The change amount Δx of the dimming coefficient when the value is larger than that is larger. Here, the threshold is set to about 80 to 100, and Δb is positive (when the image changes from the dark side to the bright side) and negative (when the image changes from the bright side to the dark side). Therefore, the absolute value of the change amount Δx of the dimming coefficient is made equal. In FIG. 6, the dimming coefficient is taken as an example, but the expansion coefficient can be set similarly.
Also in the second embodiment, it is desirable to provide an upper limit value for the change amount Δx of the dimming coefficient per unit time in the region where the change amount Δb of the image parameter is small, as in the first embodiment. .

本実施の形態においては、画像パラメータの変化量Δbが比較的小さい(例えば80未満)場合、言い換えると一定の映像シーンの中で明るさがわずかに変化しているような場合には、調光係数の変化量Δxが小さく、調整の度合が小さくなる。一方、画像パラメータの変化量Δbが大きい(例えば100以上)場合、言い換えると映像シーンが明るいシーンから暗いシーンにがらりと変わるような場合には、調光係数の変化量Δxが大きく、調整の度合も大きくなる。
第1の実施の形態においては、シーンの変化などで急激に画面の明るさが変化する場合には、画面の調整に長い時間を要したが、本実施の形態においてはそのような場合でもすばやく画面を調整することができる。また、同一シーンなどで画面の変化が小さい場合には、第1の実施の形態と同様、視聴者がちらつきや違和感を感じにくい映像を得ることができる。
In the present embodiment, when the change amount Δb of the image parameter is relatively small (for example, less than 80), in other words, when the brightness slightly changes in a certain video scene, the dimming is performed. The coefficient change amount Δx is small, and the degree of adjustment is small. On the other hand, when the image parameter change amount Δb is large (for example, 100 or more), in other words, when the video scene changes from a bright scene to a dark scene, the dimming coefficient change amount Δx is large and the degree of adjustment is large. Also grows.
In the first embodiment, when the brightness of the screen suddenly changes due to a scene change or the like, it takes a long time to adjust the screen. However, in this embodiment, it is quick even in such a case. The screen can be adjusted. In addition, when the screen change is small in the same scene or the like, as in the first embodiment, it is possible to obtain an image in which the viewer does not feel flickering or uncomfortable.

なお、図6の例では画像パラメータの変化量Δbが所定の閾値よりも小さい場合に、調光係数の変化量ΔxをΔbの値に応じて大きくしているが、この構成に代えて、画像パラメータの変化量Δbが所定の閾値よりも小さい場合に、調光係数の変化量Δxを、画像パラメータの変化量Δbに依らず一定にしても良い。
この構成によれば、閾値以下の範囲(画面の変化が小さいとき)では、特に伸張処理、調光処理による明るさ変動を一定にすることによって、ちらつきをより目立たなくすることが可能となる。
もしくは、画像パラメータの変化量Δbが所定の閾値よりも小さい場合に、調光係数(伸張係数)が変化しないようにする構成としても良い。
この構成によれば、閾値以下の範囲(画面の変化が小さいとき)では、調光(伸張)状態が変化しないので、ちらつきをなくすことが可能になる。
In the example of FIG. 6, when the image parameter change amount Δb is smaller than a predetermined threshold value, the dimming coefficient change amount Δx is increased according to the value of Δb. When the parameter change amount Δb is smaller than a predetermined threshold, the dimming coefficient change amount Δx may be constant regardless of the image parameter change amount Δb.
According to this configuration, in the range below the threshold (when the screen change is small), it is possible to make the flickering less noticeable by making the fluctuation in brightness by the expansion process and the dimming process constant.
Alternatively, the dimming coefficient (expansion coefficient) may be prevented from changing when the image parameter change amount Δb is smaller than a predetermined threshold.
According to this configuration, since the dimming (extension) state does not change in a range that is equal to or smaller than the threshold (when the change in the screen is small), flicker can be eliminated.

また、画像パラメータの変化量Δbが所定の閾値よりも大きい場合に、調光係数の変化量Δxに制限値を設けないようにする構成としても良い。
この構成によれば、表示画像の大きな変動に対してすばやく調整を行うことが可能となり、伸張処理、調光処理と表示画像とが適合していない期間を最小限にすることができる。
Further, when the image parameter change amount Δb is larger than a predetermined threshold value, a limit value may not be provided for the dimming coefficient change amount Δx.
According to this configuration, it is possible to quickly adjust a large change in the display image, and it is possible to minimize a period in which the extension process, the light control process, and the display image do not match.

[第3の実施の形態]
以下、本発明の第3の実施の形態について図7を用いて説明する。
本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は第1の実施の形態と全く同様であり、1フレーム毎の調光係数や伸張係数の変化のさせ方が異なるのみである。したがって、本実施の形態では投射型表示装置の構成や駆動回路の構成に関する説明は省略する。
[Third Embodiment]
The third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
The basic configuration of the projection display device of this embodiment is exactly the same as that of the first embodiment, except that the dimming coefficient and the expansion coefficient for each frame are changed. Therefore, in this embodiment mode, description of the configuration of the projection display device and the configuration of the drive circuit is omitted.

第1の実施の形態においては、1フレーム毎の画像パラメータb(t)の変化量に関わらず、1フレーム毎の調光係数および伸張係数の変化量を例えば5%以下で一律に制限していた。また、第2の実施の形態においては、画像パラメータb(t)の変化量に応じて調光係数の変化量Δxを変えるが、画像パラメータの変化量Δbが正の場合と負の場合とで調光係数の変化量Δxの絶対値を等しく設定していた。これに対して、本実施の形態においては、画像パラメータの変化量Δbが正の場合と負の場合とで調光係数の変化量Δxの絶対値を変えている。具体的には、図7に示すように、画像パラメータの変化量Δb(横軸)が正の場合、すなわち映像が暗い側から明るい側に変化する際の調光係数の変化量Δx(縦軸)は大きく、画像パラメータの変化量Δbが負の場合、すなわち映像が明るい側から暗い側に変化する際の調光係数の変化量Δxは小さくしている。また、図7では調光係数を例として挙げたが、伸張係数についても同様に設定することができる。   In the first embodiment, regardless of the change amount of the image parameter b (t) for each frame, the change amount of the dimming coefficient and the expansion coefficient for each frame is uniformly limited to 5% or less, for example. It was. In the second embodiment, the change amount Δx of the dimming coefficient is changed according to the change amount of the image parameter b (t). The change amount Δb of the image parameter is positive and negative. The absolute value of the change amount Δx of the dimming coefficient was set equal. On the other hand, in the present embodiment, the absolute value of the change amount Δx of the dimming coefficient is changed depending on whether the change amount Δb of the image parameter is positive or negative. Specifically, as shown in FIG. 7, when the image parameter change amount Δb (horizontal axis) is positive, that is, when the image changes from the dark side to the bright side, the dimming coefficient change amount Δx (vertical axis) ) Is large, and the change amount Δx of the dimming coefficient is small when the change amount Δb of the image parameter is negative, that is, when the image changes from the bright side to the dark side. In FIG. 7, the dimming coefficient is taken as an example, but the expansion coefficient can be set similarly.

本実施の形態において、伸張処理について考えると、画像が暗い側では伸張率(伸張係数)が大きいため、明るい側の階調がつぶれた(圧縮された)状態となっている。この状態で明るい側の階調が多く含まれる画像を表示すると、画面全体が明るい側につぶれたものになってしまう。よって、このような表示画像の変化に対しては、できるだけ速やかに調光処理、伸張処理を行う方が視聴する上では好ましい。よって、画像が暗い側から明るい側に変化する場合には調光係数や伸張係数の変化量が大きい方が望ましいのである。これに対して、画像が明るい側から暗い側に変化する場合には伸張率(伸張係数)が小さい側から大きい側への変化のため、上記のような明るい側での階調つぶれの問題は生じない。その結果、本実施の形態においても、第1,第2の実施の形態と同様、視聴者がちらつきや違和感を感じにくい映像を得ることができる。
なお、第3の実施の形態においても、画像パラメータの変化量Δbが小さい領域では、第1の実施の形態と同様、単位時間あたりの調光係数の変化量Δxに上限値を設けることが望ましい。
In the present embodiment, considering expansion processing, since the expansion ratio (expansion coefficient) is large on the dark side of the image, the gradation on the bright side is crushed (compressed). In this state, if an image including a lot of gradations on the bright side is displayed, the entire screen is crushed on the bright side. Therefore, for such changes in the display image, it is preferable to perform the dimming process and the expansion process as quickly as possible for viewing. Therefore, when the image changes from the dark side to the bright side, it is desirable that the amount of change in the dimming coefficient or the expansion coefficient is large. On the other hand, when the image changes from the bright side to the dark side, since the expansion rate (expansion coefficient) changes from the small side to the large side, the above-described problem of gradation collapse on the bright side is Does not occur. As a result, also in the present embodiment, as in the first and second embodiments, it is possible to obtain an image in which the viewer is less likely to feel flicker or discomfort.
Also in the third embodiment, it is desirable to provide an upper limit value for the change amount Δx of the dimming coefficient per unit time in the region where the change amount Δb of the image parameter is small, as in the first embodiment. .

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施の形態では、本発明の画像表示方法の利用が可能な画像表示装置として、投射型表示装置を用いて説明してきたが、これに限られるものではなく、例えば、直視型表示装置などであってもよい。また、投射型表示装置の駆動回路の具体的な構成についても適宜変更が可能である。
また、本発明の画像表示方法は、LCD、エレクトロルミネッセンス、プラズマディスプレイ、デジタルミラーデバイス、フィールドエミッションデバイスなどの画像信号の処理にも用いることができる。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the projection display device has been described as an image display device that can use the image display method of the present invention. However, the present invention is not limited to this, for example, a direct view display device or the like. It may be. Also, the specific configuration of the drive circuit of the projection display device can be changed as appropriate.
The image display method of the present invention can also be used for processing image signals of LCDs, electroluminescence, plasma displays, digital mirror devices, field emission devices, and the like.

本発明の第1の実施形態の投射型表示装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the projection type display apparatus of the 1st Embodiment of this invention. 同、投射型表示装置の駆動回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the drive circuit of a projection type display apparatus equally. 同、駆動回路の画像解析部の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an image analysis unit of the drive circuit. 同、画像解析部のヒストグラム作成部にて作成されるヒストグラムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the histogram produced in the histogram creation part of an image analysis part similarly. 本実施形態の調光素子、ライトバルブ、スクリーン映像の明るさ変化の傾向を示す図である。It is a figure which shows the tendency of the brightness change of the light control element of this embodiment, a light valve, and a screen image | video. 本発明の第2実施形態における調光係数の変化の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the change of the light control coefficient in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態における調光係数の変化の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the change of the light control coefficient in 3rd Embodiment of this invention. 一般の調光素子、ライトバルブ、スクリーン映像の明るさ変化の傾向を示す図である。It is a figure which shows the tendency of the brightness change of a common light control element, a light valve, and a screen image.

符号の説明Explanation of symbols

21…画像処理部、24…画像解析部、26…調光素子、31…ヒストグラム作成部(画像パラメータ抽出手段)、32…パラメータ抽出部(画像パラメータ抽出手段)、33…比較器(制御パラメータ決定手段)、522〜524…液晶ライトバルブ(光変調器)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Image processing part, 24 ... Image analysis part, 26 ... Light control element, 31 ... Histogram preparation part (image parameter extraction means), 32 ... Parameter extraction part (image parameter extraction means), 33 ... Comparator (control parameter determination) Means), 522-524 ... Liquid crystal light valve (light modulator)

Claims (5)

照明光の調光処理と画像信号の伸張処理とによって表示画像が調整される画像表示装置であって、
画像の明るさを特徴付ける画像パラメータを画像信号に基づいて単位時間毎に抽出する画像パラメータ抽出手段と、前記画像パラメータの時間変化に依存して前記調光処理に係わる調光係数と前記伸張処理に係わる伸張係数とを含むシステム制御パラメータを決定する制御パラメータ決定手段とを備え、
前記制御パラメータ決定手段において、前記画像パラメータの前記単位時間毎の変化量に応じて前記調光係数および前記伸張係数の前記単位時間毎の変化量を変えるとともに、
前記調光係数の変化量および前記伸張係数の変化量を1フレーム内で調整可能な変化量に設定し、前記調光係数と前記伸張係数とを1フレーム内で同期して変化させ
前記画像パラメータの変化量が所定の閾値よりも小さいときの前記システム制御パラメータの前記単位時間毎の変化量に対して、前記画像パラメータの変化量が所定の閾値よりも大きいときの前記システム制御パラメータの前記単位時間毎の変化量を大きくすることを特徴とする画像表示装置。
An image display device in which a display image is adjusted by dimming processing of illumination light and expansion processing of an image signal,
Image parameter extracting means for extracting image parameters characterizing the brightness of the image every unit time based on an image signal, dimming coefficients related to the dimming processing depending on the time change of the image parameters, and the expansion processing Control parameter determining means for determining system control parameters including the expansion coefficient concerned,
In the control parameter determination means, the amount of change of the dimming coefficient and the expansion coefficient per unit time is changed according to the amount of change of the image parameter per unit time,
A change amount of the dimming coefficient and a change amount of the expansion coefficient are set to change amounts adjustable within one frame, and the dimming coefficient and the expansion coefficient are changed synchronously within one frame ;
The system control parameter when the amount of change of the image parameter is larger than a predetermined threshold with respect to the amount of change of the system control parameter per unit time when the amount of change of the image parameter is smaller than a predetermined threshold An image display device characterized by increasing the amount of change per unit time .
前記画像パラメータの変化量が所定の閾値よりも小さいときには前記システム制御パラメータの前記単位時間毎の変化量を、前記画像パラメータの変化量に依らず一定にすることを特徴とする請求項に記載の画像表示装置。 Claim 1 of the change said image parameter, wherein the amount of change per unit time of the system control parameter is constant regardless of the amount of change in the image parameters that when less than a predetermined threshold value Image display device. 前記画像パラメータの変化量が所定の閾値よりも大きいときには前記システム制御パラメータの前記単位時間毎の変化量に制限値を設けないようにすることを特徴とする請求項1または2に記載の画像表示装置。 3. The image display according to claim 1, wherein when the change amount of the image parameter is larger than a predetermined threshold, no limit value is provided for the change amount of the system control parameter per unit time. 4. apparatus. 前記画像パラメータの変化量が所定の閾値よりも小さいときには前記システム制御パラメータが変化しないようにすることを特徴とする請求項ないしのいずれか一項に記載の画像表示装置。 The image display apparatus according to any one of claims 1 to 3 the amount of change the image parameters when less than a predetermined threshold value, characterized in that to the system control parameter is not changed. 照明光の調光処理と画像信号の伸張処理とによって表示画像を調整する画像表示方法であって、
画像の明るさを特徴付ける画像パラメータを画像信号に基づいて単位時間毎に抽出する第1のステップと、前記画像パラメータの時間変化に依存して前記調光処理に係わる調光係数と前記伸張処理に係わる伸張係数とを含むシステム制御パラメータを決定する第2のステップとを備え、
前記第2のステップにおいて、前記単位時間毎の画像パラメータの変化量に応じて前記調光係数および前記伸張係数の前記単位時間毎の変化量を変えるとともに、
前記調光係数の変化量および前記伸張係数の変化量を1フレーム内で調整可能な変化量に設定し、前記調光係数と前記伸張係数とを1フレーム内で同期して変化させ
前記画像パラメータの変化量が所定の閾値よりも小さいときの前記システム制御パラメータの前記単位時間毎の変化量に対して、前記画像パラメータの変化量が所定の閾値よりも大きいときの前記システム制御パラメータの前記単位時間毎の変化量を大きくすることを特徴とする画像表示方法。
An image display method for adjusting a display image by dimming processing of illumination light and expansion processing of an image signal,
A first step of extracting an image parameter characterizing the brightness of the image every unit time based on an image signal; and a dimming coefficient related to the dimming process and an extension process depending on a time change of the image parameter. A second step of determining system control parameters including the expansion factor involved,
In the second step, the amount of change of the dimming coefficient and the expansion coefficient per unit time is changed according to the amount of change of the image parameter per unit time,
A change amount of the dimming coefficient and a change amount of the expansion coefficient are set to change amounts adjustable within one frame, and the dimming coefficient and the expansion coefficient are changed synchronously within one frame ;
The system control parameter when the amount of change of the image parameter is larger than a predetermined threshold with respect to the amount of change of the system control parameter per unit time when the amount of change of the image parameter is smaller than a predetermined threshold An image display method characterized by increasing the amount of change per unit time .
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