CN103052912B - 投影显示装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本投影显示装置（100）是用于基于图像信号来投影图像光的投影显示装置，并且包括：灯（13）；显示元件（15），其根据图像信号的振幅调制从灯发射的光，并发射经调制的光作为图像光；光量控制单元（101），其响应于用于从外部输入以驱动灯的灯功率的功率改变操作，改变灯功率，当改变的灯功率低于灯的额定功率且被提供给灯给定时间段或更长时，将灯功率增加到额定功率并且在预定时间段过去之后将灯功率降低到初始功率，确定使得在灯功率变化前后图像光的光量为恒定的、图像信号的振幅值，并且产生用于将图像信号的振幅改变到所确定的振幅值的控制信号；和图像信号控制器（102），其根据由光量控制单元所产生的控制信号来控制图像信号的振幅，并将其振幅被控制的图像信号提供给显示元件。

Description

投影显示装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种投影显示装置及其控制方法。

背景技术

图1所示的投影显示装置10包括：电源11、镇流器12、灯13、图像信号控制器14、显示元件15和光强度控制器16。在图1中，轮廓箭头指示光通量。

根据从光强度控制16输入的功率控制信号，镇流器12调节从电源11向灯13提供的用于驱动灯13的灯功率。通过经由镇流器12从电源11提供的灯功率，点亮灯13，并照亮显示元件15。

图像信号控制器14接收来自外部的图像信号，并将该图像信号输出到显示元件15。显示元件15根据从图像信号控制器14输入的图像信号的振幅调制从灯13发射的光，并发射经调制的光，作为图像光。从显示元件15发射的图像光被作为投影画面投影在屏幕20上。

在利用如上所述的投影显示装置在暗室或小屏幕上投影的情况下，投影画面太亮，有时很难看到屏幕。

已经探讨了投影显示装置，其中光强度控制器16接收从外部输入的功率变化操作以改变灯功率，并根据输入功率变化操作改变灯功率。

在采用功率变化操作的情况下，当输入功率变化操作时，光强度控制器16向镇流器12输出功率控制信号，使对应功率变化操作的灯功率被提供给灯13。

上述的投影显示装置10根据功率变化操作改变灯功率，由此使灯13的光照度变化，以调节图像光的亮度。

典型地，投影显示装置的灯是放电灯。因此，在比预定功率（额定功率）低的灯功率下发光，会造成不稳定的光发射，并且损害灯的电极和发光管。

由此，专利文献1（JP2009-093862A）公开了一种技术：如果灯功率低于额定功率一定时间段或更长，那么以适当的时间间隔执行灯刷新过程，以临时将灯功率增加到额定功率，并且然后经过预定的时间段之后，使该功率恢复到初始灯功率。根据这种技术，即使照明灯功率由于低于额定功率而损害灯的电极和发光管，灯刷新过程也能够将电极和发光管的状态恢复到正常状态。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP2009-093862A

发明内容

本发明要解决的问题

然而，在将专利文献1中公开的技术应用到图1所示的投影显示装置10的情况下，由于灯刷新过程，依据功率变化操作处于比额定功率低的灯功率的发光灯13，有时会在用户不期望的时刻变化灯功率。灯功率变化，转而，改变灯13的光照度。这种变化会造成图像光的亮度的变化的问题。

本发明的目的是提供一种能够解决上述问题的投影显示装置及其控制方法。

为了实现该目的，根据本发明，投影显示装置是基于图像信号投影图像光的投影显示装置，包括：

灯；

显示元件，根据图像信号的振幅调制从灯发射的光，并且发射该光作为图像光；

光强度控制器，根据从外部输入的功率改变操作来改变灯功率，以改变用于驱动灯的灯功率，并且，如果经改变的灯功率低于灯的额定功率并且被提供给灯至少一定时间段，则将灯功率增加到额定功率，并且然后在经过预定的时间段之后，将灯功率降低到初始功率，确定使得在灯功率的改变前后图像光的强度为恒定的、图像信号的振幅值，并且产生用来将图像信号的振幅改变成所确定的振幅值的控制信号；和

图像信号控制器，根据由光强度控制器所产生的控制信号来控制图像信号的振幅，并且将其振幅被控制的图像信号提供给显示元件。

为了实现该目的，根据本发明，投影显示装置的控制方法是包括灯和显示元件的投影显示装置的控制方法，其中显示元件根据图像信号的振幅调制从灯发射的光并且发射该光作为图像光，该方法包括：

使光强度控制器根据从外部输入的功率改变操作来改变灯功率，以改变用于驱动灯的灯功率，并且，如果经改变的灯功率低于灯的额定功率并且提供给灯至少一定时间段，则将灯功率增加到额定功率，并且然后在经过预定的时间段之后，将灯功率降低到初始功率，确定使得在灯功率的改变前后图像光的强度为恒定的、图像信号的振幅值，并且产生用来将图像信号的振幅改变成所确定的振幅值的控制信号；和

使图像信号控制器根据由光强度控制器所产生的控制信号来控制图像信号的振幅，并且将其振幅被控制的图像信号提供给显示元件。

根据本发明，投影显示装置能够抑制由于灯功率的变化造成的图像光的亮度的变化。

附图说明

图1是示出相关投影显示装置的结构的框图。

图2是示出根据本发明第一示例性实施例的投影显示装置的结构的框图。

图3是用来示出图2中所示的投影显示装置的操作的图。

图4是示出根据本发明第二示例性实施例的投影显示装置的结构的框图。

图5是图4中所示的投影显示装置的光阑孔径的时序图。

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例。

（第一示例性实施例）

图2是示出根据本发明第一示例性实施例的投影显示装置100的结构的框图。注意，图2中与图1中相同的组件用相同的附图标记表示，并将省略它们的描述。在图2中，轮廓箭头指示光通量。

图2中示出的投影显示装置100包括电源11、镇流器12、灯13、显示元件15、光强度控制器101和图像信号控制器102。

从外部提供的图像信号被输入到图像信号控制器102中。功率改变操作被从外部输入到光强度控制器101中。

光强度控制器101根据从外部输入的功率改变操作产生功率控制信号，并将该信号输出到镇流器12。

如果光强度控制器101检测到根据功率改变操作改变的灯功率低于灯13的额定功率并且已经被提供到灯13至少一定时间段，该控制器确定需要灯刷新过程，并产生功率控制信号，且将该信号输出到镇流器12。

例如，在已经输入了用来将灯功率改变成比额定功率低的功率的功率改变操作且随后在至少一定时间段没有输入用来将灯功率改变成比额定功率高的功率的功率改变操作的情况下，光强度控制器101确定需要灯刷新过程。

当从光强度控制器101输入指示需求灯刷新过程的功率控制信号时，镇流器12执行控制，以将灯功率增加到额定功率，然后在经过预定的时间段之后，将功率恢复到初始功率。

这里，如上所述，使用放电灯作为灯13。在灯13发光期间，发生了卤素循环，其中在密封在灯13的发光管中的卤素气体的作用下，根据电极之间的放电从灯13的电极蒸发的电极材料再次粘附到电极上。额定功率是造成稳定卤素循环的功率。预定的时间段是至少由于卤素循环而恢复灯13的特性所需要的时间段。

光强度控制器101响应于灯功率的变化产生振幅控制信号，其改变图像信号的振幅，使从显示元件15发射的图像光的强度变为恒定，并将该信号输出到图像信号控制器102。

图像信号控制器102根据从光强度控制器101输入的振幅控制信号，改变图像信号的振幅，并将具有改变振幅的图像信号输出到显示元件15。

接下来，将参考图3描述投影显示装置100的操作。

图3（a）是灯功率的时序图。图3（b）是图像信号的振幅值的时序图。

在下文中，假设，在图像光的投影开始之后，从外部输入用来将灯功率改变成比灯13的额定功率低的灯功率的功率改变操作。

光强度控制器101根据从外部输入的功率改变操作，向镇流器12输出功率控制信号，使得灯功率a被提供给灯13。光强度控制器101检测灯功率是否已经被提供给灯13至少一定的时间段。

在时刻t1，检测灯功率a被提供了至少一定的时间段，光强度控制器101确定需要灯刷新过程，产生指示需求灯刷新过程的功率控制信号，并将该信号输出到镇流器12。

如图3（a）所示，根据从光强度控制器101输入的指示需求灯刷新过程的功率控制信号，镇流器12从时刻t1到时刻t2将灯功率从灯功率a增加到灯功率b，然后从时刻t3到时刻t4将灯功率从灯功率b降低到灯功率a，其中时刻t3是在时刻t2之后经过预定时间的时刻，由此进行了灯刷新过程。例如，灯功率b是灯13的额定功率。

光强度控制器101，响应于灯功率的变化，向图像信号控制器102输出用来改变图像信号的振幅的振幅控制信号，使图像光的强度变为恒定。

这里，假设灯功率是恒定的，图像光的亮度是图像信号的振幅的伽马值（G）次幂。也就是，假设振幅A情况下的图像光的亮度是Y，其表示为Y=A^G。伽马值G是由显示元件15等的特性定义的恒量。

假设图像信号的振幅是恒量，图像光的亮度与灯功率成正比。因此，例如，假设在灯功率a时图像光的亮度是Ya，并且在灯功率b时图像光的亮度是Yb，那么从灯功率a改变成灯功率b会使图像光的亮度增加Yb/Ya倍。

为了抵消由于灯功率的变化造成的图像光的亮度变化Yb/Ya倍，需要控制图像信号的振幅，使灯功率a时的图像光的亮度增加Ya/Yb倍。

如上所述，图像光的亮度是图像信号的振幅的伽马值次幂。因此，假设灯功率a和灯功率b时图像信号的振幅分别是Aa和Ab，那么振幅Ab要求满足下面的等式（1）。

Ab^G=（Ya/Yb）·Aa^G…等式（1）

图像光的亮度Ya和Yb与灯功率成正比。因此，等式（1）变成下面的等式（2）。

Ab^G=（La/Lb）·Aa^G…等式（2）

等式（2）变化成等式（3）。

Ab/Aa=（La/Lb）^（1/G）…等式（3）

在从灯功率a改变为灯功率b的情况下，光强度控制器101分别将值La、Lb和G输入等式（3）中，并计算灯功率改变前后的图像信号振幅的比Ab/Aa。

光强度控制器101包括将灯功率与在灯功率处的灯13的输出光强度相关联的光强度表，并且参考该光强度表来获取La和Lb。

在光强度控制器101计算出图像信号的振幅的比Ab/Aa之后，其生成图像控制信号以使图像信号的振幅增加Ab/Aa倍，并向图像信号控制器102输出该信号。

图像信号控制器102根据从光强度控制器101输出的图像控制信号使图像信号的振幅增加Ab/Aa倍，并且向显示元件15输出该增加后的值。

如图3（a）所示，从时刻t1到时刻t2，灯功率a改变成功率b；从时刻t3到时刻t4，灯功率b改变成灯功率a。从光强度控制器101输出根据灯功率变化的图像控制信号。如图3（b）所示，根据图像控制信号，从时刻t1到时刻t2图像信号控制器102减小了图像信号的振幅，其中灯功率a增加到灯功率b，并且从时刻t3到时刻t4增加了图像信号的振幅，其中灯功率b减小到灯功率a。

因此，根据该示例性实施例，投影显示装置100响应于灯功率的变化控制图像信号的振幅使得图像光的强度为恒定。从而，即使灯功率变化，投影显示装置100也能够抑制图像光的亮度的变化。

在该示例性实施例中，利用基于等式（3）计算图像信号的振幅的例子进行描述。然而，该范围并不限于此。图像信号的振幅值可以改变到使得用户视觉上不能感觉出图像光的亮度的程度。

（第二实施例）

图4是示出第二示例性实施例的投影显示装置200的结构的图。在图4中，轮廓箭头表示光通量。

图4中所示的投影显示装置200与第一示例性实施例的投影显示装置100的不同之处在于，增加了光阑201和光阑控制器202，用光强度控制器203替换了光强度控制器101，以及用图像信号控制器14替换了图像信号控制器102。其它部件与投影显示装置10或100类似。省略了其描述。

光阑201被提供在灯13和显示元件15之间，并且允许从灯13发射的光穿过其。

光阑控制器202根据从光强度控制器203输入的孔径控制信号控制光阑201的孔径。

光强度控制器203响应于灯功率的变化产生孔径控制信号使得被允许穿过光阑201的光的强度为恒定，并且向光阑控制器202输出该信号。

假如在灯功率a时被允许穿过光阑201的光的强度为Ka以及在灯功率b时被允许穿过光阑201的光的强度为Kb，则为了使得在从灯功率a变化到灯功率b的情况下图像光的亮度恒定，必须满足等式（4）。

Kb/Ka=La/Lb…等式（4）

光强度控制器203把La和Lb输入到等式（4）中，计算出在灯功率变化前后被允许穿过光阑201的光强度的比Kb/Ka，生成孔径控制信号以使被允许穿过光阑201的光强度连同改变前后的灯能量一起增加Kb/Ka倍，并向光阑控制器202输出改变前后的灯能量。

根据孔径控制信号，光阑控制器202调节光阑201的孔径使得被允许穿过光阑201的光的强度变成为增加Kb/Ka倍的光强度。例如，光阑控制器202包括将光阑201的孔径与在该孔径在每个灯输出光强度下被允许穿过光阑201的光的强度相关联的通过光强度表。该控制器参考该通过近光强度表，并调节光阑201的孔径。

图5示出了光阑201的孔径的时序图。灯功率变化如图3（a）所示。在图5中，相同的时刻被赋予与图3（a）相同的符号。

如图5所示，光阑201的孔径从时刻t1到t2下降，其中灯功率a增加到灯功率b，并且从时刻t3到时刻t4增加，其中灯功率b减小到灯功率a。

如上所述，该示例性实施例的投影显示装置200响应于灯功率的变化控制光阑201的孔径，从而防止了图像光的亮度的变化。

由此已参考示例性实施例描述了本申请的发明。然而，本发明不限于上述实施例。可以在本申请发明的范围内对本申请发明的结构或细节进行本领域技术人员能够理解的各种修改。

Claims (4)

1.一种投影显示装置，所述投影显示装置基于图像信号投影图像光，所述投影显示装置包括：

灯；

显示元件，所述显示元件根据所述图像信号的振幅调制从所述灯发射的光并且发射经调制的光作为所述图像光；

光强度控制器，所述光强度控制器根据从外部输入的功率改变操作来改变灯功率，以改变用于驱动所述灯的所述灯功率，并且，如果经改变的灯功率低于所述灯的额定功率并且被提供给所述灯至少一定时间段，则所述光强度控制器产生用来使灯刷新过程被执行的控制信号，所述灯刷新过程将所述灯功率增加到所述额定功率并且然后在经过预定的时间段之后将所述灯功率降低到初始功率，所述光强度控制器确定所述图像信号的振幅值，所确定的振幅值使得在所述灯刷新过程中在所述灯功率的所述改变前后所述图像光的强度为恒定，并且所述光强度控制器产生用来将所述图像信号的所述振幅改变成所确定的振幅值的控制信号；

镇流器，所述镇流器驱动所述灯，并且根据由所述光强度控制器产生的使所述灯刷新过程被执行的所述控制信号，执行所述灯刷新过程；和

图像信号控制器，所述图像信号控制器根据由所述光强度控制器所产生的使所述图像信号的所述振幅改变的所述控制信号来控制所述图像信号的所述振幅，并且将其振幅被控制的所述图像信号提供给所述显示元件。

2.根据权利要求1的投影显示装置，

其中，所述预定的时间段是至少由于卤素循环而恢复所述灯的特性所需要的时间段。

3.一种投影显示装置的控制方法，所述投影显示装置包括灯和显示元件，所述显示元件根据图像信号的振幅调制从所述灯发射的光并且发射经调制的光作为图像光，所述方法包括：

使光强度控制器根据从外部输入的功率改变操作来改变灯功率，以改变用于驱动所述灯的所述灯功率，并且，如果经改变的灯功率低于所述灯的额定功率并且被提供给所述灯至少一定时间段，则使所述光强度控制器产生使灯刷新过程被执行的控制信号，所述灯刷新过程将所述灯功率增加到所述额定功率并且然后在经过预定的时间段之后将所述灯功率降低到初始功率，使所述光强度控制器确定所述图像信号的振幅值，所确定的振幅值使得在所述灯刷新过程中在所述灯功率的所述改变前后所述图像光的强度为恒定，并且使所述光强度控制器产生用来将所述图像信号的所述振幅改变成所确定的振幅值的控制信号；

使镇流器驱动所述灯，并且使所述镇流器根据由所述光强度控制器产生的使所述灯刷新过程被执行的所述控制信号，执行所述灯刷新过程；和

使图像信号控制器根据由所述光强度控制器所产生的使所述图像信号的所述振幅改变的所述控制信号来控制所述图像信号的所述振幅，并且将其振幅被控制的所述图像信号提供给所述显示元件。

4.根据权利要求3的投影显示装置的控制方法，

其中，所述预定的时间段是至少由于卤素循环而恢复所述灯的特性所需要的时间段。