KR100591386B1 - 조명 장치, 투사형 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

조명 장치, 투사형 표시 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100591386B1
KR100591386B1 KR1020040037953A KR20040037953A KR100591386B1 KR 100591386 B1 KR100591386 B1 KR 100591386B1 KR 1020040037953 A KR1020040037953 A KR 1020040037953A KR 20040037953 A KR20040037953 A KR 20040037953A KR 100591386 B1 KR100591386 B1 KR 100591386B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
amount
image
range
display device
Prior art date
Application number
KR1020040037953A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040103380A (ko
Inventor
요시다쇼헤이
Original Assignee
세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세이코 엡슨 가부시키가이샤 filed Critical 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Publication of KR20040103380A publication Critical patent/KR20040103380A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100591386B1 publication Critical patent/KR100591386B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3406—Control of illumination source
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3155—Modulator illumination systems for controlling the light source
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0271—Adjustment of the gradation levels within the range of the gradation scale, e.g. by redistribution or clipping
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0285—Improving the quality of display appearance using tables for spatial correction of display data
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0606—Manual adjustment
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0613—The adjustment depending on the type of the information to be displayed
    • G09G2320/062—Adjustment of illumination source parameters
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0626—Adjustment of display parameters for control of overall brightness
    • G09G2320/0646—Modulation of illumination source brightness and image signal correlated to each other
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00—Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/14—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors
    • G09G2360/144—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light being ambient light
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00—Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/14—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors
    • G09G2360/145—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light originating from the display screen
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00—Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/16—Calculation or use of calculated indices related to luminance levels in display data

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

Abstract

영상의 종류나 주위의 밝기 등에 따라 적절한 조광이 가능한 투사형 표시 장치 및 그 구동 방법과 이에 이용되는 조명 장치를 제공한다.
조명 광량을 영상 정보에 기반해서 조절하는 것과 함께, 시청하는 영상의 종류, 시청 환경의 밝기, 스크린의 이득 등의 정보(이용 정보)에 따라 그 광량 조절이 허용되는 범위(감광 범위)를 최적으로 설정한다.
조명장치, 프로젝션, 히스토그램 해석, 최대 밝기, 광량 조절

Description

조명 장치, 투사형 표시 장치 및 그 구동 방법{ILLUMINATOR, PROJECTION DISPLAY DEVICE, AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
도1은 본 발명의 제1 실시형태의 투사형 표시 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면.
도2는 본 발명의 제1 실시형태의 투사형 표시 장치의 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도3은 본 발명의 제1 실시형태의 제어 장치의 주요부 구성을 나타내는 블록도.
도4는 본 발명의 제1 실시형태의 투사형 표시 장치에서, 영상 신호로부터 광원 제어 신호를 결정하는 제1 방법을 설명하기 위한 도면.
도5는 본 발명의 제1 실시형태의 제2 방법을 설명하기 위한 도면.
도6은 본 발명의 제1 실시형태의 제3 방법을 설명하기 위한 도면.
도7은 본 발명의 제1 실시형태의 투사형 표시 장치에서, 광원 제어 신호로부터 화상 제어 신호를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도8은 본 발명의 제1 실시형태의 화상 제어 신호를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도9는 본 발명의 제1 실시형태의 화상 제어 신호를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도10은 본 발명의 제2 실시형태의 투사형 표시 장치 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도11은 본 발명의 제2 실시형태의 제어 장치의 주요부 구성을 나타내는 블록도.
도12는 본 발명의 제2 실시형태의 투사형 표시 장치에서, 환경 광량 신호로부터 최대 감광량을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도13은 본 발명의 제3 실시형태의 투사형 표시 장치의 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도14는 본 발명의 제3 실시형태의 제어 장치의 주요부 구성을 나타내는 블록도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10R,10G,10B: 광원
20R,20G,20B: 액정 광 밸브(광 변조 수단)
40: 투사 수단
61: 화상 해석부(조광 수단)
6lb,7lb,8lb: 히스토그램 해석부(광량 설정 수단)
61c: 감광 범위 설정 수단
62,72,82: 화상 처리부(영상 신호 신장 수단)
71c: 밝기 검출 수단(감광 범위 설정 수단)
81c: 이득 검출 수단(감광 범위 설정 수단)
102,103,104: 이용 정보 입력 수단
P0, Pm, P': 신장량
본 발명은 조명 장치, 이를 구비한 투사형 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 특히 영상 표현력이 우수한 투사형 표시 장치 및 그에 이용되는 조명 장치에 관한 것이다.
최근, 정보기기는 급속하게 발달하고 있으며, 해상도가 높고, 저소비 전력이면서 박형인 표시 장치에 대한 요구가 증가하여, 연구 개발이 진행되고 있다. 그 중에서도 액정 표시 장치는 액정 분자의 배열을 전기적으로 제어하여 광학적 특성을 변화시킬 수 있으며, 상기 요구에 대응할 수 있는 표시 장치로서 기대되고 있다. 이와 같은 액정 표시 장치의 한 형태로서, 액정 광 밸브를 이용한 광학계로부터 사출되는 영상을 투사 렌즈를 통해 스크린에 확대 투사하는 투사형 표시 장치(액정 프로젝터)가 알려져 있다.
투사형 표시 장치는 광 변조 수단으로서 액정 광 밸브를 이용한 것이지만, 투사형 표시 장치에는 액정 광 밸브 이외에 디지털 미러 장치(Digital Mirror Device, 이하, DMD라고 함)를 광 변조 수단으로 채택한 것도 실용화되어 있다. 그러나, 이러한 종류의 종래의 투사형 표시 장치는 아래와 같은 문제점을 가지고 있다.
(1) 광학계를 구성하는 다양한 광학 요소에서 발생하는 광누설이나 미광(迷光)으로 인해, 충분한 콘트라스트를 얻을 수 없다. 그 때문에, 표시할 수 있는 계조범위(階調範圍)(dynamic range)가 좁고, 음극선관(Cathode Ray Tube, 이하, CRT라고 함)을 이용한 기존의 TV 수상기에 비교하면, 영상의 품질이나 박력(迫力)(impression)이 떨어진다.
(2) 각종 영상 신호 처리에 의해 영상의 품질 향상을 도모하고자 해도, 계조 범위가 고정되어 있기 때문에, 충분한 효과를 발휘할 수 없다.
이러한 투사형 표시 장치의 문제점에 대한 해결책, 즉 계조 범위를 확장하는 방법으로서, 영상 신호에 따라 광 변조 수단(광 밸브)에 입사되는 빛의 양을 변화시키는 것이 고려된다. 그 수단으로서, 종래, 광원의 전면에 광량 조절 수단(조광 수단(調光手段)(light control means))을 설치하는 구조가 제안되었다(예를 들면, 특허문헌1).
(특허문헌1) 일본 특허공개 평5-66501호 공보
전술한 바와 같이 표시 영상의 내용(예를 들면, 밝기)에 따라 조명 광량과 표시 영상의 밝기를 변화시키는 적응형 조광 제어는 콘트라스트의 향상이나 계조 재현성의 점에서 효과가 있지만, 그 한편으로는 하이라이트(highlight) 부분에서의 계조 열화나 휘도 부족 등이 발생하기 쉬워진다. 이 때문에, 영화와 같이 대체적으로 어두운 영상이 많을 때는 효과적이지만, 스포츠 중계와 같이 밝은 영상이 많을 때는 효과를 기대할 수 없고, 깜박거리는 현상이 발생하여 오히려 부정적인 역할을 하기 쉽다.
또한, 투사 영상을 밝은 환경에서 시청하는 경우, 새도우(shadow)의 표시 특성 향상은 별로 눈에 띄지 않으며, 휘도 부족에 의해 오히려 콘트라스트의 저하가 느껴지는 경우가 있다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 영상의 종류나 주위의 밝기 등에 따라 적절한 조광이 가능한 투사형 표시 장치 및 그 구동 방법 및 이에 이용되는 조명 장치를 제공하는데 있다.
전술한 바와 같이 적응형 조광 제어는 영상 표현력을 높이는데 매우 효율적이지만, 그 한편으로 장치의 이용 상황을 고려하지 않고 항상 동일한 조건으로 조광이 수행됨으로써, 경우에 따라서는 조명 광량이 과도하게 조절되어, 시청자에게 스트레스를 주는 경우가 있다. 이에, 본 발명자는 이와 같은 조광의 문제를 완화시키기 위해 이용 상황에 관한 정보(이용 정보)를 조광 제어의 파라미터로 도입하여, 광원의 광량을 이 이용 정보에 기반해서 제어하는 구상에 이르렀다.
즉, 상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 조명 장치는 투사형 표시 장치의 광 변조 수단을 조명하기 위해 이용되는 조명 장치이고, 광원과 상기 광원의 광량을 영상 정보와 이용 정보에 기반해서 조절하는 조광 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 이용 정보로는, 예를 들면, 영상의 종류, 시청 환경의 밝기, 스크린 이득, 이용자의 기호 등에 관한 정보를 들 수 있다. 또한, 본 명세서에서 광원의 광량이란, 표시에 이용되는 최대의 광량을 100%라고 했을 때, 이러한 최대 광량으로부터의 출력 광량의 비율을 의미한다. 마찬가지로, 감광량(減光量)이란 최대 광량으로부터의 감광 비율을 의미한다.
이와 같이 조광 제어를 이용 정보에 기반해서 수행함으로써, 보다 현실에 맞는 유연성 있는 조광 제어가 가능해진다. 예를 들면, 이용 정보가 시청 환경의 밝기에 관한 정보인 경우, 주위가 밝은 경우에는 광원의 감광량을 작게 하고, 반대로 주위가 어두운 경우에는 감광량을 크게 함으로써, 조광이 과도하게 수행되어 발생하는 휘도 부족 문제를 해결할 수 있다.
구체적인 제어 형태로서는, 감광량을 이용 정보에 기반해서 적극적으로 증감하는 형태를 채택해도 좋지만, 제어를 용이하게 할 수 있는 형태로서 감광이 허용되는 범위를 상기 이용 정보에 기반해서 제한하는 형태를 채택할 수도 있다. 즉, 상기 조광 수단이 상기 광원의 광량을 영상 정보에 기반해서 설정하는 광량 설정 수단, 및 감광이 허용되는 감광 범위를 이용 정보에 기반해서 설정하는 감광 범위 설정 수단을 포함하고, 상기 조광 수단이 설정된 광량에 기반해서 상기 광원의 광 량을 조절하는 것과 함께, 상기 감광 범위를 초과하는 감광을 금지하는(즉, 조광 수단은 상기 감광 범위 내에서 그 광량을 조절하는) 구성을 채택할 수 있다.
본 구성에서는 조명 광량을 영상 정보에 기반해서 적당히 조절함으로써 투사 영상의 계조 범위의 확대에 기여하는 한편, 영상의 종류나 시청 환경 등에 따라 광량의 감광 범위를 일정한 범위 내에 제한함으로써 영상 표현력을 최대한 손상시키지 않고 휘도 부족 등의 문제를 해소할 수 있다. 예를 들면, 시청 환경이 밝은 경우나, 영상 자체가 밝고 조광이 오히려 부정적으로 작용하는 경우 등에는 감광 범위를 통상적인 경우보다도 좁게(즉, 허용되는 최대의 감광량을 작게) 함으로써 전술한 휘도 부족 문제를 해소할 수 있다.
또한, 설정된 광량에서의 감광량이 상기 감광 범위를 초과하는 경우에는, 광량 제어를 정지하거나, 또는 감광 범위 내의 감광량에 의해 광원의 광량을 조절하는 방법 중 어느 것을 이용하더라도 좋다.
그러나, 상기 이용 정보의 입력 형태로서는 이용자가 수동으로 지정가능한 형태, 또는 장치 자신에 설치된 센서에 의해 자동으로 검출되는 형태 중 어느 것이라도 좋다.
이용 정보가 자동으로 검출되는 예로서는, 장치가 투사 영상의 시청 환경의 밝기(예를 들면, 장치 주위의 밝기나 스크린 주위의 밝기)를 검출하는 밝기 검출 수단을 포함하고, 상기 조광 범위 설정 수단이 시청 환경의 밝기에 기반하여 상기 범위를 설정하는 구성을 들 수 있다. 본 구성에서는, 예를 들면, 시청 환경이 밝아질수록 감광 범위를 좁게(즉, 허용되는 최대의 감광량을 작게) 함으로써, 주위가 밝은 경우에는 평상시 보다도 영상을 전체적으로 밝게 표시할 수 있다. 이 때문에, 밝은 방에서도 휘도 부족을 느끼지 않고 고품질의 투사 영상을 즐길 수 있다.
또한, 다른 예로서, 장치가 투사 영상이 표시되는 스크린의 이득을 검출하는 이득 검출 수단을 포함하고, 상기 조광 범위 설정 수단이 상기 이득에 기반해서 조광 범위를 설정하는 구성을 들 수 있다. 조광에 의한 계조 재현 효과는, 투사 영상의 콘트라스트가 커질수록 커진다. 이러한 영상의 콘트라스트는 표시 장치 자체의 성능 뿐 아니라, 그것을 투사하는 스크린에 의해서도 변화되며, 예를 들면, 스크린 이득이 크면 영상의 콘트라스트가 크고, 반대로 이득이 작으면 콘트라스트가 작아진다. 이 때문에, 본 구성과 같이 스크린 이득에 따라 조광량을 조절함으로써, 스크린의 차이에 의존하지 않고 항상 같은 품질의 투사 영상을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 투사형 표시 장치는 전술한 조명 장치, 상기 조명 장치로부터 사출되는 빛을 변조해서 영상광을 형성하는 광 변조 수단, 상기 영상광을 투사하는 투사 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 구성에 따르면, 이용 상황에 따라 적절한 조광이 수행되므로, 이용자에 대해 항상 고품질의 영상을 제공할 수 있다.
이러한 투사형 표시 장치의 구동 수단으로서는, 상기 광원의 감광량에 기반해서 상기 영상 신호를 신장(expansion)하는 영상 신호 신장 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 이 구성에서는, 먼저 감광 범위 설정 수단에 의해 감광이 허용되는 감광 범위가 이용 정보에 기반해서 설정된다. 그리고, 단위 시간의 영상 신호에 기반하여 상기 광원의 광량이 이 감광 범위 내에서 조절되는 한편, 상기 영상 신호가 상기 광원의 감광량에 기반해서 신장되고, 이 신장된 영상 신호가 상기 광 변조 수단에 공급됨으로써 영상이 형성된다. 이에 따라, 투사형 표시 장치의 계조 범위를 확장할 수 있고, 영상 표현력이나 사용 환경에 대한 순응성이 우수한 투사형 표시 장치를 실현할 수 있다.
이 경우, 상기 영상 신호의 신장량은, 상기 광량 설정 수단에 의해 설정된 광량에서의 감광량이 상기 감광 범위 내에 포함되는 경우에는 상기 광량의 역수로 되는 신장량으로 상기 영상 신호를 신장하고, 상기 설정된 광량에서의 감광량이 상기 감광 범위 외측에 있는 경우에는 상기 역수보다도 큰 신장량으로 상기 영상 신호를 신장하는 것이 바람직하다.
감광량이 제한되지 않은 종래의 조광 제어에서는 광원의 광량은 항상 설정된 감광량에 의해 조절된다. 이 때문에, 신장된 영상 신호가 표시가능한 최대 계조 이하가 되도록 하기 위해서는, 신장량과 광량의 곱이 1이하로 설정될 필요가 있다. 이에 대하여 본 발명과 같이 감광이 일정 이하로 제한되는 것에서는, 이 제한된 감광량에 기반해서 종래의 신장 처리(즉, 신장량과 광량의 곱이 1이하가 되는 처리)를 수행하더라도, 영상 신호 중에서 가장 계조가 큰 것이 표시가능한 최대 계조까지 신장되지는 않는다. 즉, 설정된 감광량이 감광 범위 밖으로 되는 경우에는, 비록 신장량과 광량의 곱이 1이 되는 조건으로 신장 처리를 수행한다 하더라도, 고계조 영역에서 계조 마진(margin)이 발생하여, 충분한 계조 재현성을 얻을 수 없다. 이 때문에 본 구성과 같이, 감광이 제한되는 상태에서 신장량과 광량의 곱을 1보다도 크게 함으로써, 계조 재현성의 저하를 방지할 수 있다.
(제1 실시형태)
먼저, 도1 내지 도8을 참조하여, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 투사형 표시 장치에 대하여 설명한다.
본 실시형태의 투사형 표시 장치는, R(적), G(녹), B(청)의 다른 색마다 투과형 액정 광 밸브를 포함한 3판식의 투사형 컬러액정 표시 장치이다.
도1은 이러한 투사형 표시 장치를 나타내는 개략 구성도이며, 도면 중의 부호 10R, 10G, 10B는 본 발명의 조명 장치를 구성하는 3개의 광원을 나타내고, 20R, 20G, 20B는 액정 광 밸브(광 변조 수단)를 나타내고, 30은 크로스 다이크로익 프리즘(Cross Dichroic Prism)을 나타내고, 40은 투사 렌즈(투사 수단)를 나타내며, 41은 스크린을 나타낸다.
광원(10R,10G,10B)은 각각 적색광, 녹색광, 청색광을 사출가능한 색 광원이며, 각 광원 10(10R,10G,10B)은 발광 다이오드(LED), 유기 전자 발광 소자(유기 EL 소자), 무기 전자 발광 소자(무기 EL 소자) 등의 발광체(11) 및 이 발광체(11)의 출력광을 반사하는 리플렉터(12)로 구성되어 있다. 또한, 광 밸브(20R,20G,20B)는 각각 광원(10R,10G,10B)에 대응하여 설치되며, 광원 마다 광 변조가 가능하다.
크로스 다이크로익 프리즘(30)은 4개의 직각 프리즘이 접합된 구조를 갖고, 그 접합면(30a,30b)에는 유전체 다층막으로 이루어진 광 반사막(미도시)이 십자형상으로 형성된다. 구체적으로는, 접합면(30a)에는 광 변조 장치(20R)에서 형성된 적색의 화상광을 반사하고, 각각 광 변조 장치(20G,20B)에서 형성된 녹색 및 청색의 화상광을 투과하는 광 반사막이 설치된다. 한편, 접합면(30b)에는 광 변조 장치(20B)에서 형성된 청색의 화상광을 반사하고, 각각 광 변조 장치(20R, 20G)에서 형성된 적색 및 녹색의 화상광을 투과하는 광 반사막이 설치된다. 그리고, 이러한 광 반사막에 의해, 각 액정 광 밸브(20R∼20B)에서 형성된 각 색의 영상광이 합성되어 컬러 영상을 나타내는 빛이 형성된다. 합성된 빛은 투사 광학계인 투사 렌즈(40)에 의해 스크린(41) 상에 투사되고, 확대된 영상이 표시된다.
다음으로, 본 실시형태의 투사형 표시 장치의 구동 방법에 대하여 설명한다.
도2는 본 실시형태의 투사형 표시 장치의 제어 장치(60)의 구성을 나타내는 블록도이다. 본 실시형태는 영상 정보와 장치의 이용 상황에 관한 정보(이용 정보)에 기반해서 광원의 광량을 조절할 수 있도록 한 것이다. 이 때문에, 본 실시형태의 투사형 표시 장치에는 외부 입력 장치로서 영상 신호를 입력하기 위한 신호 입력 장치(101) 이외에, 시청하는 영상의 종류, 주위의 밝기, 이용자의 기호 등에 따라 광원의 감광 범위를 설정하기 위한 제어기(102)(이용 정보 입력 수단)가 설치된다.
제어기(102)에서는, 예를 들면, 허용되는 최대의 감광량(최대 감광량)(Rm)에 의해 감광 범위가 지정되도록 되어 있다. 이 지정 방법으로서는, 이용자가 상기 최대 감광량(Rm)을 수치에 의해 직접 입력하는 구성, 또는 이용자가 메뉴 화면에 나타낸 몇 개의 감광 범위 중에서 선택하는 구성 중 어느 것이라도 좋다. 후자의 예로서는, 예를 들면, 메뉴를 “노멀(normal)”/ “다이나믹(dynamic)”/ “스포츠”/ “조광하지 않음”으로 하고, 최대 감광량을 각각 50%/ 75%/ 25%/ 0%로 하는 구성을 생각할 수 있다. 그리고, 최대 감광량(Rm)이 지정되면, 감광 범위 는 감광량이 이러한 최대 감광량(Rm) 이하의 범위(즉, 감광량이 0∼Rm의 범위)로 설정된다. 이 감광 범위에 관한 정보는 이용자 제어 신호로서 제어 장치(60)에 입력된다.
제어 장치(60)는 영상 신호 및 이용자 제어 신호에 기반해서 각 광원(10R∼10B)의 광량(T) 및 각 색의 영상 신호의 신장량(P0)을 설정하는 화상 해석부(조광 수단)(61), 이러한 화상 해석부(61)에서 설정된 광량(T)에 기반해서 광원(10R∼10B)을 구동하는 광원 제어 드라이버(64), 설정된 신장량(P0)에 기반해서 각 색의 영상 신호를 신장하는 화상 처리부(영상 신호 신장 수단)(62), 및 이 신장된 각 색의 영상 신호를 각각 적색광용 액정 광 밸브(30R)(도5 중의 R패널), 녹색광용 액정 광 밸브(30G)(도5 중의 G패널), 및 청색광용 액정 광 밸브(30B)(도5 중의 B패널)로 공급하는 패널 드라이버(63)를 포함한다.
화상 해석부(61)는 도3에 도시한 바와 같이, 히스토그램 작성부(61a), 히스토그램 해석부(6lb), 감광 범위 설정부(61c) 및 광량 설정부(61d)를 포함한다.
화상 해석부(61)에서는, 신호 입력부(101)로부터 영상 신호가 입력되면, 히스토그램 작성부(61a)에 의해 단위 시간(1프레임 기간)당 신호에 포함되는 화소 데이터의, 계조수 마다의 출현 도수 분포(히스토그램)가 작성된다. 히스토그램 해석부(6lb)는 이러한 히스토그램에 기반해서 영상의 밝기를 검출하고, 각 광원(10R∼10B)의 광량을 설정한다. 즉, 히스토그램 해석부(6lb)는 본 발명의 광량 설정 수단으로서 기능한다.
여기에서, 히스토그램을 이용한 밝기의 검출 방법에 대하여 설명한다. 이 방 법으로서는, 예를 들면, 다음의 3가지를 생각할 수 있다.
(a) 주목하는 프레임에 포함되어 있는 화소 데이터 중에서 밝기가 최대인 계조수를 상기 영상의 밝기로 하는 방법.
예를 들면, 0∼255의 256 단계의 계조수를 포함하는 영상 신호를 상정한다. 연속된 영상을 구성하는 임의의 1프레임에 주목한 경우, 그 프레임에 포함되는 화소 데이터의 계조수 마다의 출현 도수 분포(히스토그램)가 도4에 도시된 바와 같이 얻어진다. 이 도면의 경우, 히스토그램에 포함되는 가장 밝은 계조수가 190이므로, 이 계조수 190을 상기 영상의 밝기로 한다. 이 방법은 입력되는 영상 신호에 대하여, 가장 충실하게 밝기를 표현할 수 있는 방법이다.
(b) 주목하고 있는 프레임에 포함되어 있는 계조수 마다의 출현 도수 분포(히스토그램)에서 최대 밝기로부터 출현 도수에 대하여 일정 비율(예를 들면, 10%)로 되는 계조수를 상기 화상의 밝기로 하는 방법.
예를 들면, 영상 신호의 출현 도수 분포가 도5와 같은 경우, 히스토그램에서 밝은 측으로부터 10%의 영역을 취한다. 10%에 상당하는 곳의 계조수가 230이었다고 하면, 이 계조수 230을 조광 제어 신호로 한다. 도5에 도시한 히스토그램과 같이, 계조수 255의 근방에 돌발적인 피크가 있었을 경우, 상기 (a)의 방법을 채택하면, 계조수 255가 조광 제어 신호가 된다. 그러나, 이러한 돌발적인 피크 부분은 화면 전체에서의 정보로서는 큰 의미를 갖지 않는다. 이에 대하여, 계조수 230을 상기 영상의 밝기로 하는 본 방법은, 화면 전체 중에서 정보로서 의미를 갖는 영역에 의해 판정하는 방법이라고 할 수 있다. 한편, 상기의 비율은 2∼50% 정도의 범위에서 변화시켜도 좋다.
(c) 화면을 복수의 블록으로 분할하여, 블록마다 포함되어 있는 화소의 계조수의 평균을 구하고, 최대인 것을 상기 영상의 밝기로 하는 방법.
예를 들면, 도6에 도시한 바와 같이, 화면을 m×n개의 블록으로 분할하고, 각각의 블록(A11, ..., Amn)마다의 밝기(계조수)의 평균값을 산출하여, 그 중에서 최대인 것을 상기 영상의 밝기로 한다. 한편, 화면의 분할수는 6∼200 정도로 하는 것이 바람직하다. 이 방법은 화면 전체의 분위기를 손상시키지 않고, 밝기를 제어할 수 있는 방법이다.
전술한 (a)∼(c)의 방법에 대하여, 영상의 밝기 판정을 표시 영역 전체에 대하여 수행하는 것 이외에, 예를 들면, 표시 영역의 중앙 부분 등, 특정한 부분에만 상기 방법을 적용할 수도 있다. 이 경우, 시청자가 주목하고 있는 부분에서 밝기를 결정하는 등의 제어 방법이 가능해진다.
그리고, 이와 같이 하여, 예를 들면, 계조수 190이 영상의 밝기로서 검출된 경우, 최대 밝기(예를 들면, 계조수 255)의 광량(최대 광량)을 100%로 하면, 표시 감마 특성이 1.0인 경우 190/255=75%가 광원의 광량(T0)으로서 가설정된다.
한편, 감광 범위 설정부(감광 범위 설정 수단)(61c)는 감광이 허용되는 범위(감광 범위)를 이용자 제어 신호에 기반해서 설정한다.
그리고, 설정된 광량(T0) 및 감광 범위는 광량 설정부(61d)에 입력되고, 여기서 실제의 광원 제어에 이용되는 광량(T)이 결정된다. 구체적으로는, 광량 설정 부(61d)에서는 가설정된 광량(T0)에서의 감광량이 감광 범위 내에 포함되는(즉, 최대 감광량(Rm) 이하인) 경우에는, 이 가설정된 광량(T0)을 실제의 광량(T)으로서 이용한다. 한편, 상기 가설정된 광량(T0)에서의 감광량이 감광 범위 밖에 있는(즉, 최대 감광량(Rm) 보다도 큰) 경우에는, 최대 광량으로부터 감광 범위 내가 되는 감광량(0 이상 Rm 이하의 감광량)만큼 감광한 광량으로 실제의 광량(T)을 설정한다. 본 실시형태에서는, 예를 들면, 최대 광량으로부터 최대 감광량(Rm)만큼 감광한 광량을 실제의 광량(T)으로 한다. 그리고, 이와 같이 설정된 광량(T)은 광원 제어 신호로서 광원 제어 드라이버(64)로 출력되고, 광원 제어 드라이버(64)는 이러한 광원 제어 신호에 기반해서 광원(10R∼10B)의 발광량이나 발광 기간 등을 제어함으로써 그 광량을 조절한다.
또한, 광량 설정부(61d)는 이 실제의 광량(T)에 기반하여 영상 신호의 신장량(P0)을 설정한다. 구체적으로는, 가설정된 광량(T0)에서의 감광량이 감광 범위 내에 포함되는 경우에는, 이 광량(T)의 역수(1/T)를 신장량(P0)으로 한다. 한편, 가설정된 광량(T0)에서의 감광량이 감광 범위 밖에 있는 경우에는, 신장량(P0)을 이러한 광량(T)의 역수(1/T) 보다도 큰 값으로 한다. 그리고, 이와 같이 설정된 신장량(P0)은 화상 제어 신호로서 화상 처리부(62)로 출력된다.
도7 및 도8은 최대 감광량(Rm)을 25%(즉, 감광 범위를 감광량이 0%∼25%인 범위)로 설정하고, 영상의 밝기를 히스토그램에 포함되는 가장 밝은 계조수로서 구하는 경우의 신장 처리의 예에 대해 도시하고 있다. 또한, 도7 및 도8에서는 광원을 최대 감광량(Rm)으로 감광하는 경우의 광량 및 신장량을 각각 Tm, Pm으로 나타 내고 있다.
1프레임 기간에 포함되는 화소 데이터의 계조수 마다의 히스토그램이, 예를 들면, 도7(a)와 같이 되었다고 하면, 히스토그램에 포함되는 가장 밝은 계조수가 217이므로, 영상의 밝기는 이 계조수 217로 된다. 이 경우, 가설정된 광량(T0)의 값은 217/255=85%가 된다. 이 광량(T0)에서의 감광량은 감광 범위 내에 포함되므로, 광원 제어 신호로서 출력되는 광량(T)에는 이 광량(T0)이 이용된다. 또한, 신장량(P0)은 이 광량(T0)을 이용하여 1/T0=1.18로 설정된다. 그리고, 화상 처리부(62)에서의 신장 처리에 의해, 계조수 0∼217까지의 영상 신호는 계조수 0∼255계조까지 신장된다(도7(b) 참조).
한편, 히스토그램이 도8(a)와 같이 되었다고 하면, 히스토그램에 포함되는 가장 밝은 계조수가 128이므로, 영상의 밝기는 계조수 128로 된다. 이 경우, 가설정된 광량(T0)의 값은 128/255=50%가 된다.
이 광량(T0)에서의 감광량은 감광 범위 밖에 있으므로, 광원 제어 신호로서 출력되는 광량(T)은 최대 광량에서 최대 감광량(Rm)만큼 감광한 광량이 된다. 또한, 신장량(P0)은, 예를 들면, 최대 감광량(Rm)을 이용하여 1/(1-Rm)=Pm=1.33으로 설정된다. 그리고, 화상 처리부(62)에서의 신장 처리에 의해, 계조수 0∼128까지의 영상 신호는 계조수 0∼171까지 신장된다(도8(b) 참조).
그러나, 신장량을 이와 같이 설정하면, 영상 신호 중에서 계조수가 최대가 되는 화소 데이터라 하더라도 신장 후의 계조수는 표시가능한 최대 계조(255 계조) 보다 작아진다. 즉, 이 설정 방법에서는, 고계조 영역에 계조 마진이 발생하기 때 문에, 충분한 계조 재현성을 얻을 수 없다. 이를 해결하기 위해, 도9(a)에 도시한 바와 같이, 신장량을 Pm 보다 크고, 또한 P0 보다 작은값(P')으로 설정할 수 있다. 도9(a)는 광량(T)을 유지한 상태로, 신장량(P')을 1.66으로 한 예를 도시하고 있다. 이 경우, 화상 처리부(62)에서의 신장 처리에 의해, 계조수 0∼128까지의 영상 신호는 계조수 0∼213까지 신장되므로, 계조 마진 문제가 완화된다(도9(b) 참조). 또한, 이 경우, 감광량은 Rm의 상태이므로, 결과적으로 영상이 전체적으로 밝게 되며, 이용 상황에 보다 적합한 표시로 된다.
이와 같이 본 실시형태에서는, 조광 제어에 장치의 이용 상황에 관한 정보를 도입하기 때문에, 영상의 종류나 시청 환경의 밝기에 따라 광원의 감광량을 최적하게 조절할 수 있고, 보다 현실에 맞는 유연성 있는 조광 제어가 가능해진다. 예를 들면, 본 실시형태에서는, 광원의 감광량을 이용 정보에 기반해서 제한하기 때문에, 조명 광량을 영상 정보에 기반해서 적절하게 조절함으로써 투사 영상의 계조 범위의 확대에 기여하는 한편, 영상의 종류나 시청 환경 등에 따라 광량의 감광 범위를 일정한 범위 내로 제한함으로써, 영상 표현력을 최대한 손상시키지 않고, 휘도 부족 등의 문제를 해소할 수 있다.
또한, 장치의 이용 상황을 고려한 조광 제어로서는, 본 실시형태의 방법 이외에도 이용 정보에 기반해서 광원의 감광량을 적극적으로 증감시키는 방법을 생각할 수 있다.
그러나, 장치의 이용 상황은 영상을 표시하는 동안에 크게 변화되지는 않으므로, 본 실시형태와 같이 광원의 감광량을 이용 정보에 기반해서 제한하는 정적인 제어 수법을 채택하더라도 상기 효과를 충분히 얻을 수 있다. 오히려 제어가 용이해지는 만큼 비용면에서 유리해진다.
(제2 실시형태)
다음으로, 도10 및 도11을 참조하여 본 발명의 제2 실시형태에 관한 투사형 표시 장치에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시형태에서, 상기 제1 실시형태와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그에 대한 설명을 생략한다.
도10은 본 실시형태의 투사형 표시 장치의 제어 장치(70)의 구성을 나타내는 블록도이다. 본 실시형태는 주위의 밝기를 이용 정보로서 검출하고, 이 밝기에 따라 감광 범위를 자동으로 설정할 수 있도록 한 것이다. 즉, 본 실시형태에서는 외부 입력 장치로서, 영상 신호를 입력하기 위한 신호 입력 장치(101) 이외에, 시청 환경의 밝기를 검지하는 광센서(이용 정보 입력 수단)(103)가 설치되어 있다. 광센서(103)에서 검출되는 환경의 밝기로서는, 투사형 표시 장치 근방의 밝기나, 스크린 근방의 밝기 중에서 어느 것을 채택해도 좋다. 이러한 시청 환경의 밝기에 관한 정보는 환경 광량 신호로서 제어 장치(70)로 입력된다.
제어 장치(70)는 영상 신호 및 환경 광량 신호에 기반해서 각 광원(10R∼10B)의 광량(T) 및 각 색의 영상 신호의 신장량(P0)을 설정하는 화상 해석부(조광 수단)(71), 이러한 화상 해석부(71)에서 설정된 광량 조절량에 기반해서 광원(10R∼10B)을 구동하는 광원 제어 드라이버(74), 설정된 신장량(P0)에 기반해서 각 색의 영상 신호를 신장하는 화상 처리부(영상 신호 신장 수단)(72) 및 이 신 장된 각 색의 영상 신호를 각각 적색광용 액정 광 밸브(30R)(도5 중의 R패널), 녹색광용 액정 광 밸브(30G)(도5 중의 G패널) 및 청색광용 액정 광 밸브(30B)(도5 중의 B패널)로 공급하는 패널 드라이버(73)를 포함한다.
화상 해석부(71)는, 도11에 도시한 바와 같이, 히스토그램 작성부(71a), 히스토그램 해석부(7lb), 밝기 검출부(71c) 및 광량 설정부(71d)를 포함한다.
화상 해석부(71a)에서는 신호 입력부(101)로부터 영상 신호가 입력되면, 히스토그램 작성부(71a)에 의해 단위 시간(1프레임 기간)당 신호에 포함되는 화소 데이터의 계조수 마다의 출현 도수 분포(히스토그램)가 작성된다. 히스토그램 해석부(7lb)는 이러한 히스토그램에 기반하여 영상의 밝기를 검출하고, 각 광원( 10R∼10B)의 광량을 설정한다. 즉, 히스토그램 해석부(7lb)는 본 발명의 광량 설정 수단으로서 기능한다. 또한, 히스토그램을 이용한 밝기의 검출 방법 및 히스토그램 해석부(7lb)에서의 광량(T0)의 설정 방법에 대해서는 상기 제1 실시형태와 같은 방법을 이용할 수도 있다.
한편, 밝기 검출부(71c)는 감광이 허용되는 범위(감광 범위)를 LUT(look-up table)를 참조하여 환경 광량 신호에 기반해서 설정한다. LUT는 시청 환경의 밝기(환경 광량)와 허용되는 최대의 감광량(최대 감광량)(Rm)의 관계를 규정한 제어 테이블이며, 감광 범위는 감광량이 이 최대 감광량(Rm) 이하가 되는 범위로 설정된다. 이러한 LUT에서는, 예를 들면, 도12에 도시한 바와 같이, 환경 광량이 커질수록 최대 감광량(Rm)은 작게 규정되고, 시청 환경이 밝을 때에 감광 범위가 좁아지도록 되어 있다. 즉, 밝기 검출 수단(71c)은 본 발명의 밝기 검출 수단 및 감광 범 위 설정 수단으로서 기능한다.
그리고, 설정된 광량(T0) 및 감광 범위는 광량 설정부(71d)로 입력되고, 여기서 실제의 광원 제어에 이용되는 광량(T) 및 영상 신호의 신장량(P0)이 결정된다. 또한, 광량(T) 및 신장량(P0)의 설정 방법에 대해서는 상기 제1 실시형태와 같은 방법을 이용할 수 있다.
따라서, 본 실시형태에서는 환경 광량이 큰 경우에는 영상은 평상시 보다도 전체적으로 밝게 표시되므로, 밝은 방에서도 휘도 부족을 느끼지 않고 고품질의 투사 영상을 즐길 수 있다.
(제3 실시형태)
다음으로, 도13 및 도14를 참조하여 본 발명의 제3 실시형태에 관한 투사형 표시 장치에 대하여 설명한다. 한편, 본 실시형태에서 상기 제1 실시형태와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명은 생략한다.
도13은 본 실시형태의 투사형 표시 장치의 제어 장치(80)의 구성을 나타내는 블록도이다. 본 실시형태는 스크린 이득을 환경 광량으로서 검출하고, 이러한 이득에 따라 감광 범위를 자동적으로 설정할 수 있도록 한 것이다. 즉, 본 실시형태에서는 외부 입력 장치로서, 영상 신호를 입력하기 위한 신호 입력 장치(101) 이외에, 스크린으로부터의 반사 광량을 검지하기 위한 광센서(이용 정보 입력 수단)(104)가 설치된다. 그리고, 영상 표시를 수행하기 전에, 예를 들면, 완전 백색의 영상을 스크린에 표시하고, 광센서(104)에 의해 이러한 영상의 반사 광량을 측정한다. 광센서(104)에서 검출된 스크린으로부터의 반사 광량에 관한 정보는 반사 광량 신호로서 제어 장치(80)로 입력된다.
제어 장치(80)는 영상 신호 및 반사 광량 신호에 기반해서 각 광원(10R∼10B)의 광량(T) 및 각 색의 영상 신호의 신장량(P0)을 설정하는 화상 해석부(조광 수단)(81), 이러한 화상 해석부(81)에서 설정된 광량 조절량에 기반해서 광원(10R∼10B)을 구동하는 광원 제어 드라이버(84), 설정된 신장량(P0)에 기반해서 각 색의 영상 신호를 신장하는 화상 처리부(영상 신호 신장 수단)(82), 및 이 신장된 각 색의 영상 신호를 각각 적색광용 액정 광 밸브(30R)(도5 중의 Ｒ패널), 녹색광용 액정 광 밸브(30G)(도5 중의 G패널) 및 청색광용 액정 광 밸브(30B)(도5 중의 B패널)로 공급하는 패널 드라이버(83)를 포함한다.
화상 해석부(81)는 도14에 도시한 바와 같이, 히스토그램 작성부(81a), 히스토그램 해석부(8lb), 이득 검출부(81c) 및 광량 설정부(81d)를 포함한다.
화상 해석부(81a)에서는, 신호 입력부(101)로부터 영상 신호가 입력되면, 히스토그램 작성부(81a)에 의해 단위 시간(1프레임 기간)당 신호에 포함되는 화소 데이터의 계조수 마다의 출현 도수 분포(히스토그램)가 작성된다. 히스토그램 해석부(8lb)는 이러한 히스토그램에 기반해서 영상의 밝기를 검출하고, 각 광원(10R∼10B)의 광량을 설정한다. 즉, 히스토그램 해석부(8lb)는 본 발명의 광량 설정 수단으로서 기능한다. 또한, 히스토그램을 이용한 밝기의 검출 방법 및 히스토그램 해석부(8lb)에서의 광량(T0)의 설정 방법에 대해서는 상기 제1 실시형태와 같은 방법을 이용할 수 있다.
한편, 이득 검출부(81c)는 반사 광량 신호에 기반해서 스크린 이득을 검출한다. 그리고, 감광이 허용되는 범위(감광 범위)를 LUT를 참조하면서 스크린 이득에 기반해서 설정한다. LUT는 스크린 이득과 허용되는 최대의 감광량(최대 감광량)(Rm)의 관계를 규정한 제어 테이블이다. 이러한 LUT에서는, 스크린 이득이 커질수록 최대 감광량(Rm)은 크게 규정되고, 콘트라스트가 낮게 표시되는 상태에서 감광 범위는 좁아지게 된다. 그리고, 감광 범위는 감광량이 이러한 최대 감광량(Rm) 이하가 되는 범위로 설정된다. 즉, 이득 검출부(81c)는 본 발명의 이득 검출 수단 및 감광 범위 설정 수단으로서 기능한다.
그리고, 설정된 광량(T0) 및 감광 범위는 광량 설정부(81d)에 입력되고, 여기서 실제의 광원 제어에 이용되는 광량(T) 및 영상 신호의 신장량(P0)이 결정된다. 또한, 광량(T) 및 신장량(P0)의 설정 방법에 대해서는 상기 제1 실시형태와 동일한 방법을 이용할 수 있다.
따라서, 본 실시형태에서는 스크린 이득이 클수록 감광량을 크게 하기 때문에, 스크린의 차이에 의한 영상 품질의 저하를 방지할 수 있다.
즉, 조광에 의한 계조 재현 효과는 투사 영상의 콘트라스트가 커질수록 커진다. 이러한 영상의 콘트라스트는 표시 장치 자체의 성능 뿐 아니라, 그것을 투사하는 스크린에 의해도 변경되며, 예를 들면, 스크린 이득이 크면 영상의 콘트라스트가 크고, 반대로 이득이 작으면 콘트라스트가 작아진다. 이 때문에, 본 구성과 같이 스크린 이득에 따라 조광량을 조절함으로써, 스크린의 차이에 의존하지 않고, 항상 동일한 품질의 투사 영상을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 기술범위는 상기 실시의 형태에 제한되지 않고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경을 할 수 있다.
예를 들면, 본 실시형태에서는 LED 등으로 이루어진 3개의 색광원을 이용하여, 각각의 발광량이나 발광 기간을 제어함으로써 광량을 조절하였으나, 그 대신에, 광원으로부터 사출되는 빛의 광축상에 차광판이나 액정 장치 등으로 이루어진 조광 수단을 설치하여, 광원으로부터의 사출광의 광량을 이러한 조광 수단에 의해 좁힘으로써 광량을 조절해도 좋다. 구체적으로는 액정 장치의 광 투과율을 조절하는 방법, 액정 장치의 광투과 기간을 조절하는 방법, 차광판의 이동량을 조절하는 방법, 차광판의 이동 기간을 조절하는 방법 등에 의해 사출 광량을 조절할 수 있다.
또한, 도1에 도시한 투사형 표시 장치의 구성은 극히 일례에 지나지 않으며, 그 이외의 구성을 채택할 수도 있다. 구체적으로는 투사형 표시 장치를 광원, 이 러한 광원으로부터 사출된 빛을 복수의 색광으로 분리하는 색분리 수단, 분리된 각 색에 대응하여 설치된 광 변조 수단, 각 광 변조 수단에 의해 변조된 색광을 합성하는 색합성 수단 및 색합성 수단에 의해 합성된 광을 투사하는 투사 수단을 포함하는 구성으로 하여도 좋다. 이 경우, 광원을 직접 제어하여 광량 조절을 수행하거나, 또는 광원과 광 변조 수단 사이 또는 광 변조 수단의 사출측에 조광 수단을 설치하여 광량 조절을 수행한다.
또한, 상기 실시의 형태에서는 광 변조 수단으로서 액정 광 밸브를 이용한 투사형 표시 장치를 예로 들었으나, 광 변조 수단으로서 DMD를 이용한 투사형 표시 장치에 본 발명을 적용할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 영상의 종류나 주위의 밝기 등에 따라 적절한 조광이 가능한 투사형 표시 장치, 그 구동 방법 및 이에 이용되는 조명 장치를 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. 투사형 표시 장치의 광 변조 수단을 조명하기 위해 이용되는 조명 장치에 있어서,
    광원; 및
    상기 광원의 광량을 영상 정보와 이용 정보에 기반해서 조절하는 조광 수단(調光手段)(light control means)
    을 포함하고,
    여기서, 상기 조광 수단은,
    상기 광원의 광량을 영상 정보에 기반해서 설정하는 광량 설정 수단; 및
    감광이 허용되는 감광 범위를 이용 정보에 기반해서 설정하는 감광 범위 설정 수단을 포함하고,
    상기 조광 수단은 설정된 광량에 기반해서 상기 광원의 광량을 조절하는 것과 함께, 상기 감광 범위를 초과하는 감광을 금지하는
    조명 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 설정된 광량에서의 감광량이 상기 감광 범위를 초과하는 경우에는, 상기 광원은 상기 감광 범위 내의 감광량에 의해 그 광량이 조절되는
    조명 장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 이용 정보는 수동으로 지정가능하게 되는
    조명 장치.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    투사 영상의 시청 환경의 밝기를 검출하는 밝기 검출 수단
    을 더 포함하고,
    상기 감광 범위 설정 수단은 시청 환경의 밝기에 기반해서 상기 감광 범위를 설정하는
    조명 장치.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    투사 영상이 표시되는 스크린의 이득을 검출하는 이득 검출 수단
    을 더 포함하고,
    상기 감광 범위 설정 수단은 상기 이득에 기반해서 상기 감광 범위를 설정하는
    조명 장치.
  7. 제1항 또는 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 조명 장치;
    상기 조명 장치로부터 사출되는 빛을 변조해서 영상광을 형성하는 광 변조 수단; 및
    상기 영상광을 투사하는 투사 수단
    을 포함하는 투사형 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 광원의 감광량에 기반해서 상기 영상 신호를 신장하는 영상 신호 신장 수단(image-signal expanding means)
    을 더 포함하는 투사형 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 영상 신호 신장 수단은, 상기 광량 설정 수단에 의해 설정된 광량에서의 감광량이 상기 감광 범위 내에 포함되는 경우에는, 상기 광량의 역수가 되는 신장량으로 상기 영상 신호를 신장하고, 상기 설정된 광량에서의 감광량이 상기 감광 범위 밖에 있는 경우에는, 상기 역수보다도 큰 신장량으로 상기 영상 신호를 신장하는
    투사형 표시 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 기재된 투사형 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    감광이 허용되는 감광 범위를 이용 정보에 기반해서 설정하고,
    단위 시간의 영상 신호에 기반해서 광원의 광량을 상기 범위 내에서 조절하는 것과 함께, 상기 영상 신호를 상기 광원의 감광량에 기반해서 신장하고, 이 신장된 영상 신호를 상기 광 변조 수단에 공급함으로써 영상을 형성하는
    투사형 표시 장치의 구동 방법.
KR1020040037953A 2003-05-30 2004-05-27 조명 장치, 투사형 표시 장치 및 그 구동 방법 KR100591386B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2003-00154864 2003-05-30
JP2003154864A JP3661692B2 (ja) 2003-05-30 2003-05-30 照明装置、投射型表示装置及びその駆動方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040103380A KR20040103380A (ko) 2004-12-08
KR100591386B1 true KR100591386B1 (ko) 2006-06-19

Family

ID=33410865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040037953A KR100591386B1 (ko) 2003-05-30 2004-05-27 조명 장치, 투사형 표시 장치 및 그 구동 방법

Country Status (7)

Country Link
US (2) US7683857B2 (ko)
EP (1) EP1489853B1 (ko)
JP (1) JP3661692B2 (ko)
KR (1) KR100591386B1 (ko)
CN (1) CN100353219C (ko)
DE (1) DE602004014443D1 (ko)
TW (1) TWI232956B (ko)

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8243004B2 (en) * 2003-03-10 2012-08-14 Fergason Patent Properties, Llc Apparatus and method for preparing, storing, transmitting and displaying images
WO2005093703A1 (en) * 2004-03-26 2005-10-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Display device comprising an adjustable light source
CN100418372C (zh) * 2005-02-28 2008-09-10 雅马哈株式会社 投影型视频再现设备
US7583325B2 (en) * 2005-03-23 2009-09-01 Infocus Corporation Projection systems and processes for generating images with increased brightness uniformity
JP2007049693A (ja) * 2005-03-30 2007-02-22 Sharp Corp 液晶表示装置
JP3863904B1 (ja) * 2005-03-30 2006-12-27 シャープ株式会社 液晶表示装置
KR100707638B1 (ko) * 2005-04-28 2007-04-13 삼성에스디아이 주식회사 발광 표시장치 및 그의 구동 방법
TWI271686B (en) * 2006-02-17 2007-01-21 Quanta Comp Inc Apparatus and method for adjusting brightness
WO2006133214A2 (en) 2005-06-07 2006-12-14 Optical Research Associates Phosphor wheel illuminator
US20070064008A1 (en) * 2005-09-14 2007-03-22 Childers Winthrop D Image display system and method
US20070063996A1 (en) * 2005-09-14 2007-03-22 Childers Winthrop D Image display system and method
US7551154B2 (en) * 2005-09-15 2009-06-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Image display system and method
JP4923500B2 (ja) * 2005-09-29 2012-04-25 カシオ計算機株式会社 プロジェクタ装置、及びその光源制御方法
JP3953506B2 (ja) 2005-10-18 2007-08-08 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP3953507B2 (ja) * 2005-10-18 2007-08-08 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP2007140436A (ja) * 2005-10-20 2007-06-07 Sharp Corp 液晶表示装置
JP4862354B2 (ja) * 2005-10-26 2012-01-25 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置、及び画像表示方法
JP4059910B2 (ja) 2005-11-11 2008-03-12 シャープ株式会社 液晶表示装置
WO2007065277A1 (fr) * 2005-12-07 2007-06-14 Bemore Holding Sa Dispositif de reglage de puissance d'un ecran d'affichage et ecran d'affichage muni d'un tel dispositif
EP2040472A4 (en) * 2006-06-13 2009-11-11 Sharp Kk DATA ENTRY DEVICE, DATA END METHOD, DEVICE FOR CONTROLLING THE AUDIOVISUAL ENVIRONMENT, SYSTEM FOR CONTROLLING THE AUDIOVISUAL ENVIRONMENT AND METHOD FOR CONTROLLING THE AUDIOVISUAL ENVIRONMENT
CN101517627A (zh) 2006-09-20 2009-08-26 皇家飞利浦电子股份有限公司 动态色域控制
JP4957162B2 (ja) * 2006-10-06 2012-06-20 セイコーエプソン株式会社 投写表示装置および投写表示方法
JP4247269B2 (ja) * 2006-11-21 2009-04-02 株式会社ルネサステクノロジ 表示装置用駆動回路
KR101318081B1 (ko) * 2006-11-21 2013-10-14 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치와 그 구동방법
US20080174607A1 (en) * 2007-01-24 2008-07-24 Ali Iranli Systems and methods for reducing power consumption in a device through a content adaptive display
KR100855472B1 (ko) * 2007-02-07 2008-09-01 삼성전자주식회사 저전력 구동 장치 및 방법
WO2008117784A1 (ja) 2007-03-26 2008-10-02 Nec Corporation 携帯電話端末、画像表示制御方法、そのプログラムおよびプログラム記録媒体
TWI376661B (en) * 2007-03-30 2012-11-11 Novatek Microelectronics Corp Contrast control apparatus and contrast control method and image display
KR101503684B1 (ko) * 2007-06-18 2015-03-19 삼성디스플레이 주식회사 타이밍 컨트롤러, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 액정표시 장치의 구동 방법
WO2009057527A1 (ja) * 2007-11-01 2009-05-07 Nec Corporation 輝度制御方法および表示装置
JP5245362B2 (ja) * 2007-11-07 2013-07-24 株式会社ニコン プロジェクタ付きカメラ
EP2221801A4 (en) 2007-12-20 2011-02-23 Sharp Kk DISPLAY DEVICE
JP2009175627A (ja) * 2008-01-28 2009-08-06 Seiko Epson Corp 画像表示装置および電子機器
KR101472588B1 (ko) * 2008-05-28 2014-12-15 엘지전자 주식회사 투사형 영상표시기기 및 그 제어방법
BRPI0916770A2 (pt) * 2008-07-15 2018-02-20 Sharp Kabushiki Kaisha aparelho para a transmissão de dados, aparelho para a recepção de dados, método de transmissão de dados, método de recepção de dados, e método de controle de ambiente audiovisual
JP2010066715A (ja) * 2008-09-12 2010-03-25 Sharp Corp 液晶表示装置および液晶表示装置のバックライト制御方法
WO2010092179A1 (en) * 2009-02-16 2010-08-19 Arcelik Anonim Sirketi A display device and the control method thereof
EP2221797A1 (en) * 2009-02-19 2010-08-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Display method and apparatus
JPWO2011004516A1 (ja) * 2009-07-07 2012-12-13 シャープ株式会社 液晶表示装置、及び液晶表示装置の表示制御方法
KR101318444B1 (ko) 2009-11-23 2013-10-16 엘지디스플레이 주식회사 픽셀 데이터 보상 방법과 이를 이용한 액정표시장치
US9057937B2 (en) 2010-09-10 2015-06-16 Nec Display Solutions, Ltd. Image projection device and color correction method
JP5494415B2 (ja) * 2010-10-27 2014-05-14 セイコーエプソン株式会社 投射型表示装置及びその制御方法
JP6047987B2 (ja) * 2011-08-18 2016-12-21 セイコーエプソン株式会社 投射型表示装置及びその制御方法
JP5861324B2 (ja) * 2011-08-30 2016-02-16 セイコーエプソン株式会社 プロジェクター、及び、プロジェクターの制御方法
MX2014003556A (es) 2011-09-27 2014-05-28 Koninkl Philips Nv Aparato y metodo para transformacion de intervalo dinamico de imagenes.
JP2013101207A (ja) * 2011-11-08 2013-05-23 Ricoh Co Ltd プロジェクタ
US20150213743A1 (en) * 2012-08-16 2015-07-30 Lg Innotek Co., Ltd. System and method for projecting image
US20140085426A1 (en) * 2012-09-24 2014-03-27 Alces Technology, Inc. Structured light systems with static spatial light modulators
JP2014130170A (ja) * 2012-12-27 2014-07-10 Ricoh Co Ltd 画像投射装置、及び制御方法
JP2014232993A (ja) * 2013-05-29 2014-12-11 船井電機株式会社 Ａｖ機器
JP5472524B1 (ja) * 2013-10-08 2014-04-16 富士ゼロックス株式会社 表示媒体の駆動装置、表示媒体の駆動プログラム、及び表示装置
JP2014139694A (ja) * 2014-04-18 2014-07-31 Seiko Epson Corp 画像表示装置および電子機器
CN105652571B (zh) * 2014-11-14 2018-09-07 中强光电股份有限公司 投影装置及其投影系统
CN110654306A (zh) * 2015-04-10 2020-01-07 麦克赛尔株式会社 车辆
JP2016212298A (ja) * 2015-05-11 2016-12-15 大日本印刷株式会社 プライバシー保護装置
CN105872748A (zh) * 2015-12-07 2016-08-17 乐视网信息技术（北京）股份有限公司 基于视频参数的灯光调节方法及装置
CN108737798A (zh) 2017-04-17 2018-11-02 深圳市光峰光电技术有限公司 投影系统及投影方法
CN109509435B (zh) 2017-09-14 2020-12-04 元太科技工业股份有限公司 显示装置
TWI692667B (zh) * 2017-09-14 2020-05-01 元太科技工業股份有限公司 顯示裝置
JP6610635B2 (ja) * 2017-09-19 2019-11-27 カシオ計算機株式会社 表示制御装置、表示制御方法及びプログラム
CN107734256B (zh) * 2017-10-24 2023-12-01 无锡瑞辰光谱测控有限公司 一种自动调光式减光装置及其使用方法
CN108281125B (zh) 2018-01-05 2021-04-20 华为技术有限公司 根据人眼特性进行背光亮度调节的方法、装置和设备
EP3613560B1 (de) * 2018-08-24 2020-07-22 Ivoclar Vivadent AG Verfahren zum schichtweisen aufbau eines formkörpers durch stereolithographisches aushärten von photopolymerisierbarem material
WO2020069035A1 (en) * 2018-09-26 2020-04-02 Dolby Laboratories Licensing Corporation Projector light source dimming using metadata from future frames
JP6970896B2 (ja) * 2019-04-10 2021-11-24 カシオ計算機株式会社 投影装置、投影制御装置及びプログラム

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03179886A (ja) 1989-12-07 1991-08-05 Toshiba Corp 投写形液晶表示装置
JPH0566501A (ja) 1991-09-09 1993-03-19 Toshiba Corp 投射型液晶表示装置
JP3074874B2 (ja) * 1991-11-11 2000-08-07 株式会社デンソー 表示パネルの調光装置
US5204778A (en) * 1992-04-06 1993-04-20 Gentex Corporation Control system for automatic rearview mirrors
KR960706281A (ko) * 1993-11-03 1996-11-08 다글러스 이. 스코트 전자 디스플레이 장치의 후면조명을 위한 고효율 자외선 배면광 시스템 (high efficiency uv backlighting system for rear illumination of electronic display devices)
US5717422A (en) 1994-01-25 1998-02-10 Fergason; James L. Variable intensity high contrast passive display
US6184969B1 (en) 1994-10-25 2001-02-06 James L. Fergason Optical display system and method, active and passive dithering using birefringence, color image superpositioning and display enhancement
US5715029A (en) * 1994-10-25 1998-02-03 Fergason; James L. Optical dithering system using birefringence for optical displays and method
US5757142A (en) * 1995-08-16 1998-05-26 Kong; Qin Fluorescent light dimmer
TWI285871B (en) * 1999-05-10 2007-08-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Image display device and method for displaying image
US6246183B1 (en) * 2000-02-28 2001-06-12 Litton Systems, Inc. Dimmable electrodeless light source
US7093941B2 (en) 2001-04-25 2006-08-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Video display apparatus and video display method
US6947025B2 (en) 2001-10-09 2005-09-20 Seiko Epson Corporation Lighting apparatus and projection type display, and driving method therefore
JP4023125B2 (ja) 2001-10-09 2007-12-19 セイコーエプソン株式会社 照明装置ならびに投射型表示装置とその駆動方法
JP2003121926A (ja) 2001-10-12 2003-04-23 Seiko Epson Corp 投射型表示装置とその駆動方法
JP2003131322A (ja) 2001-10-24 2003-05-09 Seiko Epson Corp 照明装置および投射型表示装置とその駆動方法
JP2003149730A (ja) 2001-11-09 2003-05-21 Seiko Epson Corp 投射型表示装置
JP2003149741A (ja) 2001-11-12 2003-05-21 Seiko Epson Corp 照明装置ならびに投射型表示装置とその駆動方法
US7391475B2 (en) * 2002-01-31 2008-06-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Display image generation with differential illumination
JP2003294952A (ja) * 2002-03-29 2003-10-15 Denso Corp ホログラムスクリーン
WO2004006220A1 (en) * 2002-07-03 2004-01-15 Innovative Solutions & Support, Inc. Method and apparatus for illuminating a flat panel display with a variably-adjustable backlight

Also Published As

Publication number Publication date
JP3661692B2 (ja) 2005-06-15
EP1489853B1 (en) 2008-06-18
EP1489853A2 (en) 2004-12-22
JP2004354882A (ja) 2004-12-16
CN100353219C (zh) 2007-12-05
KR20040103380A (ko) 2004-12-08
EP1489853A3 (en) 2006-04-26
TW200426401A (en) 2004-12-01
CN1573422A (zh) 2005-02-02
US7683857B2 (en) 2010-03-23
US8674903B2 (en) 2014-03-18
DE602004014443D1 (de) 2008-07-31
TWI232956B (en) 2005-05-21
US20050017990A1 (en) 2005-01-27
US20100149495A1 (en) 2010-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100591386B1 (ko) 조명 장치, 투사형 표시 장치 및 그 구동 방법
JP3909595B2 (ja) 表示装置、及びその調光方法
US7391475B2 (en) Display image generation with differential illumination
US7283181B2 (en) Selectable color adjustment for image display
US7460179B2 (en) Adaptive image display
JP2004325628A (ja) 表示装置、及びその画像処理方法
JP4552986B2 (ja) 画像表示装置
US7583325B2 (en) Projection systems and processes for generating images with increased brightness uniformity
JP2004503145A (ja) 映写装置のダイナミックレンジを増大する装置および技術
JP2003131322A (ja) 照明装置および投射型表示装置とその駆動方法
JP2009519478A (ja) 多数の画素を有する表示装置および画像の表示方法
JP2004163518A (ja) 画像表示装置および画像表示方法
JP5092207B2 (ja) 画像表示装置及び画像表示方法
JP2005107019A (ja) 画像表示方法及び装置並びにプロジェクタ
JP2003121926A (ja) 投射型表示装置とその駆動方法
JP2006113311A (ja) 表示装置
JP2009058656A (ja) 画像表示装置
JP2006251445A (ja) プロジェクタ、画像表示方法、および画像表示プログラム
JP2005257761A (ja) 画像表示装置及び画像表示方法
JP4461703B2 (ja) プロジェクタ
JP3682271B2 (ja) 映像投影装置、及び映像投影方法
JP2009175771A (ja) プロジェクタの制御方法
JP4436657B2 (ja) 投射型映像表示装置
US20220319380A1 (en) Display apparatus, method for controlling display apparatus, and projection system
JP5201172B2 (ja) 画像表示方法及び装置並びにプロジェクタ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130520

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140530

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150518

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160517

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170522

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180517

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190515

Year of fee payment: 14