JP2008052230A - Rear projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リアプロジェクタに関する。 The present invention relates to a rear projector.
リアプロジェクタでRGB等の各色ごとに個別の光源を使用した場合、光源の経時劣化により、リアプロジェクタによって表示される色が時間の経過とともに変化することが考えられる。このような場合、センサーで照度を測定して補正する手法が考えられる。 When individual light sources for each color such as RGB are used in the rear projector, it is conceivable that the color displayed by the rear projector changes over time due to deterioration of the light source over time. In such a case, a method of correcting the illuminance by measuring with a sensor can be considered.
例えば、特許文献1では、RGBの各LEDの下部近傍にそれぞれ光センサーを設け、当該光センサーで輝度レベルを検出して電圧値に変換し、当該電圧値と基準電圧とを比較してLEDの輝度レベルを調整する手法が記載されている。
For example, in
また、特許文献2では、LCDを背面から照明するための発光色が異なる3種類のバックライトと、3種類の発光色に対応した3種類の光センサーにより、画像のホワイトバランスを調整する手法が記載されている。
特許文献1、2の手法は、LED自体の輝度を測定してフィードバックをかける手法であるため、光源や投射光学系を含む投写部全体の劣化を補正することはできない。
Since the methods of
また、LEDを順次点灯してLEDの輝度を測定する手法も考えられるが、この手法は、フィールドシーケンシャル方式以外の表示方式には使用できない。 Also, a method of sequentially lighting the LEDs and measuring the luminance of the LEDs is conceivable, but this method cannot be used for display methods other than the field sequential method.
さらに、LCDの交流駆動時の最高電圧と最低電圧のセンター値であるコモン電圧値が時間の経過に伴って変化することにより、輝度差が生じ、ちらつきが発生する場合がある。このような事態の発生を防止するため、適切に画像の照度値等の明るさ値を測定してLCDの駆動電圧を適切に調整する必要がある。 Furthermore, when the common voltage value, which is the center value of the highest voltage and the lowest voltage at the time of AC driving of the LCD, changes with time, a luminance difference may occur and flicker may occur. In order to prevent the occurrence of such a situation, it is necessary to appropriately adjust the drive voltage of the LCD by appropriately measuring the brightness value such as the illuminance value of the image.
本発明の目的は、LCDの交流駆動時の駆動電圧を適切に調整することが可能なリアプロジェクタを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a rear projector capable of appropriately adjusting a driving voltage during AC driving of an LCD.
上記課題を解決するため、本発明に係るリアプロジェクタは、投写領域における非表示領域であるオーバーシュート部分に設けられる少なくとも1つのセンサーと、
前記投写領域にキャリブレーション画像を投写する投写部と、
を含み、
前記投写部は、
複数の光源と、
各光源を駆動する駆動部と、
当該駆動部を制御する駆動制御部と、
各光源からの光を、空間光変調部を介して投射する投射光学系と、
を有し、
前記センサーは、前記キャリブレーション画像の明るさ値を測定し、
前記駆動制御部は、前記明るさ値に基づき、前記駆動部をフィードバック制御することを特徴とする。
In order to solve the above problem, a rear projector according to the present invention includes at least one sensor provided in an overshoot portion that is a non-display area in a projection area;
A projection unit for projecting a calibration image to the projection area;
Including
The projection unit
Multiple light sources;
A drive unit for driving each light source;
A drive control unit for controlling the drive unit;
A projection optical system that projects light from each light source via a spatial light modulator;
Have
The sensor measures a brightness value of the calibration image;
The drive control unit feedback-controls the drive unit based on the brightness value.
本発明によれば、リアプロジェクタは、実際に投写された画像の明るさ値を、オーバーシュート部分に設けられたセンサーによって測定することができるため、光源の劣化だけでなく投射光学系の劣化の影響も適切に把握することができる。また、リアプロジェクタは、明るさ値に基づいて駆動部をフィードバック制御することにより、光源等の劣化に応じて光源を適切に制御することができる。 According to the present invention, since the rear projector can measure the brightness value of the actually projected image by the sensor provided in the overshoot portion, not only the deterioration of the light source but also the deterioration of the projection optical system. The impact can be grasped appropriately. Further, the rear projector can appropriately control the light source according to deterioration of the light source or the like by performing feedback control of the drive unit based on the brightness value.
また、前記投写部は、前記キャリブレーション画像として、前記オーバーシュート部分に各光源に対応した色を投写するための画像を順次投写し、
前記センサーは、当該画像の明るさ値を順次測定してもよい。
Further, the projection unit sequentially projects an image for projecting a color corresponding to each light source on the overshoot portion as the calibration image,
The sensor may sequentially measure the brightness value of the image.
これによれば、リアプロジェクタは、複数のセンサーを用いることなく、1つのセンサーを用いてより低コストで光学系の劣化の影響を適切に把握することができる。 According to this, the rear projector can appropriately grasp the influence of the deterioration of the optical system at a lower cost by using one sensor without using a plurality of sensors.
また、前記リアプロジェクタは、前記オーバーシュート部分に各光源に対応した色を投写するためのパターンデータを記憶する記憶部を含み、
前記キャリブレーション画像は、入力画像信号に基づく入力画像と、前記パターンデータに基づくパターン画像とを含んでもよい。
The rear projector includes a storage unit that stores pattern data for projecting a color corresponding to each light source in the overshoot portion,
The calibration image may include an input image based on an input image signal and a pattern image based on the pattern data.
これによれば、リアプロジェクタは、入力画像を投写した状態で光源の駆動を調整することができ、必ずしも入力画像の投写前に光源の駆動の調整を行う必要がないため、より効率的に光源の駆動の調整を行うことができる。 According to this, the rear projector can adjust the driving of the light source in a state where the input image is projected, and it is not always necessary to adjust the driving of the light source before the input image is projected. The drive can be adjusted.
また、前記少なくとも1つのセンサーとして、各光源に対応した色の明るさ値を測定する複数のセンサーが設けられ、
前記投写部は、前記キャリブレーション画像として、各センサーに各光源に対応した色を投写するための画像を投写し、
前記複数のセンサーは、それぞれ当該画像の明るさ値を測定し、
前記駆動制御部は、各センサーによって測定された明るさ値に基づき、前記駆動部をフィードバック制御してもよい。
In addition, as the at least one sensor, a plurality of sensors that measure brightness values of colors corresponding to the respective light sources are provided,
The projection unit projects an image for projecting a color corresponding to each light source on each sensor as the calibration image,
The plurality of sensors each measure a brightness value of the image,
The drive control unit may feedback control the drive unit based on a brightness value measured by each sensor.
これによれば、リアプロジェクタは、キャリブレーション画像を順次投写する必要がないため、より短時間に投写部の劣化の影響を適切に把握することができる。 According to this, since the rear projector does not need to sequentially project calibration images, it is possible to appropriately grasp the influence of deterioration of the projection unit in a shorter time.
また、前記複数の光源は、原色ごとに設けられ、
前記リアプロジェクタは、前記明るさ値に基づき、各原色のバランスを保つように前記駆動制御部を制御する色バランス決定部を含んでもよい。
The plurality of light sources are provided for each primary color,
The rear projector may include a color balance determination unit that controls the drive control unit so as to maintain a balance between the primary colors based on the brightness value.
これによれば、リアプロジェクタは、ある原色の光源のみが劣化したした場合であっても他の原色とのバランスを保ちつつ劣化の影響を低減することができる。 According to this, the rear projector can reduce the influence of deterioration while maintaining a balance with other primary colors even when only a light source of a certain primary color is deteriorated.
また、前記リアプロジェクタは、
前記明るさ値に基づき、コモン電圧値を決定するコモン電圧値決定部を含み、
前記投写部は、
各光源に対応した複数のLCDと、
各LCDを駆動するLCD駆動部と、
前記LCD駆動部に前記LCDを、前記コモン電圧値に基づく駆動電圧で駆動するための駆動信号を出力するLCD駆動信号処理部と、
を含んでもよい。
The rear projector is
A common voltage value determining unit for determining a common voltage value based on the brightness value;
The projection unit
Multiple LCDs for each light source;
An LCD drive unit for driving each LCD;
An LCD drive signal processing unit for outputting a drive signal for driving the LCD with a drive voltage based on the common voltage value to the LCD drive unit;
May be included.
また、本発明に係るリアプロジェクタは、投写領域における非表示領域であるオーバーシュート部分に設けられる少なくとも1つのセンサーと、
前記投写領域にキャリブレーション画像を投写する投写部と、
前記センサーによって測定された前記キャリブレーション画像の明るさ値に基づき、コモン電圧値を決定するコモン電圧値決定部と、
を含み、
前記投写部は、
複数の光源と、
各光源に対応した複数のLCDと、
各LCDを駆動するLCD駆動部と、
前記LCD駆動部に前記LCDを、前記コモン電圧値に基づく駆動電圧で駆動するための駆動信号を出力するLCD駆動信号処理部と、
を含むことを特徴とする。
The rear projector according to the present invention includes at least one sensor provided in an overshoot portion that is a non-display area in the projection area,
A projection unit for projecting a calibration image to the projection area;
A common voltage value determination unit for determining a common voltage value based on a brightness value of the calibration image measured by the sensor;
Including
The projection unit
Multiple light sources;
Multiple LCDs for each light source;
An LCD drive unit for driving each LCD;
An LCD drive signal processing unit for outputting a drive signal for driving the LCD with a drive voltage based on the common voltage value to the LCD drive unit;
It is characterized by including.
本発明によれば、リアプロジェクタは、実際に投写された画像の明るさ値を測定することにより、画像のちらつきを把握することができる。これにより、リアプロジェクタは、ちらつきがなくなるようにコモン電圧値を決定し、各LCDの駆動電圧を適切に調整することができる。 According to the present invention, the rear projector can grasp the flicker of the image by measuring the brightness value of the actually projected image. As a result, the rear projector can determine the common voltage value so as to eliminate the flicker, and can appropriately adjust the driving voltage of each LCD.
また、前記リアプロジェクタは、
前記明るさ値を測定するためのパターンデータを記憶する記憶部と、
前記パターンデータに基づき、前記オーバーシュート部分の前記センサーの設けられる部分にパターン画像を投写するための制御信号を生成する制御部と、
を含み、
前記キャリブレーション画像は、入力画像信号に基づく入力画像と、前記パターン画像とを含み、
前記LCD駆動信号処理部は、前記制御信号に基づき、前記キャリブレーション画像を投写するための駆動信号を前記LCD駆動部に出力してもよい。
The rear projector is
A storage unit for storing pattern data for measuring the brightness value;
Based on the pattern data, a control unit that generates a control signal for projecting a pattern image on a portion of the overshoot portion where the sensor is provided;
Including
The calibration image includes an input image based on an input image signal and the pattern image,
The LCD drive signal processing unit may output a drive signal for projecting the calibration image to the LCD drive unit based on the control signal.
これによれば、リアプロジェクタは、入力画像を投写した状態でコモン電圧値の調整を行うことができ、必ずしも入力画像の投写前にコモン電圧値の調整を行う必要がないため、より効率的にコモン電圧値の調整を行うことができる。 According to this, the rear projector can adjust the common voltage value while projecting the input image, and does not necessarily need to adjust the common voltage value before projecting the input image. The common voltage value can be adjusted.
また、前記コモン電圧値決定部は、前記明るさ値に対して高速フーリエ変換を行って周波数成分を求め、前記コモン電圧値が最も影響する周波数の周波数成分が最小になるように前記コモン電圧値を決定してもよい。 Further, the common voltage value determination unit obtains a frequency component by performing a fast Fourier transform on the brightness value, and the common voltage value so that the frequency component of the frequency that the common voltage value has the most influence is minimized. May be determined.
これによれば、リアプロジェクタは、周波数成分が最小になるように、すなわち、ちらつきが最も少なくなるようにコモン電圧値を決定することにより、コモン電圧を適切に調整することができる。 According to this, the rear projector can appropriately adjust the common voltage by determining the common voltage value so that the frequency component is minimized, that is, the flicker is minimized.
以下、本発明をリアプロジェクタに適用した場合を例に採り、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施例は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。また、以下の実施例に示す構成の全てが、特許請求の範囲に記載された発明の解決手段として必須であるとは限らない。 Hereinafter, a case where the present invention is applied to a rear projector will be described as an example with reference to the drawings. In addition, the Example shown below does not limit the content of the invention described in the claim at all. In addition, all of the configurations shown in the following embodiments are not necessarily essential as means for solving the problems described in the claims.
まず、光源等の劣化の影響に応じて光源の駆動を制御する例について説明し、次に、コモン電圧値に基づいてLCDの駆動電圧を調整する例について説明する。 First, an example of controlling the driving of the light source in accordance with the influence of deterioration of the light source or the like will be described, and then an example of adjusting the LCD driving voltage based on the common voltage value will be described.
(第1の実施例)
図1は、第1の実施例における投写状況を示す模式図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a projection situation in the first embodiment.
リアプロジェクタは、図1に示すように、スクリーン(画面)20の裏側から投写レンズ190を介して画像を投写するが、スクリーン20に合わせた正確な大きさで投写できないため、スクリーン20よりも大きい投写領域に画像を投写する。このため、画像が投写されるスクリーン20外の非表示領域であるオーバーシュート部分30(図1の斜線部分)が存在する。
As shown in FIG. 1, the rear projector projects an image from the back side of the screen (screen) 20 through the
図2は、第1の実施例における光学センサー40の配置を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the arrangement of the
本実施例では、図2に示すように、オーバーシュート部分30に光学センサー40を設け、光学センサー40を用いて投写レンズ190から投写された画像の明るさ値を測定する。なお、明るさ値としては、照度値、輝度値、RGB値、XYZ値等が該当する。本実施例では照度値を用いるものとする。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, an
図3は、キャリブレーション画像200の一例を示す図である。また、図4は、キャリブレーション画像210の他の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the
リアプロジェクタは、図3に示すように、画像全体が単一色(例えば、最高階調の赤、青、緑)のキャリブレーション画像200を通常の画像を投写する前のキャリブレーション時に投写してもよい。
As shown in FIG. 3, the rear projector projects a
また、リアプロジェクタは、図4に示すように、元の画像の一部をパターン画像212に置き換えたキャリブレーション画像210を通常の画像投写時(キャリブレーション時でもよい。)に投写してもよい。
Further, as shown in FIG. 4, the rear projector may project a
なお、パターン画像212も全体が単一色(例えば、最高階調の赤、青、緑)の画像であって、図4に示すように、光学センサー40の設けられる部分に投写される。本実施例では、リアプロジェクタは、キャリブレーション画像210を用いるものとする。
The
また、オーバーシュート部分30は、スクリーン20の外部にあるため、画像の観察者からは見えない位置にある。これにより、リアプロジェクタは、観察者の視聴を妨げることなく、画像の照度値を測定することができる。
Further, since the
そして、リアプロジェクタは、当該照度値に応じてRGBの各光源の明るさを調整する。 The rear projector adjusts the brightness of each of the RGB light sources according to the illuminance value.
次に、このような機能を実装するリアプロジェクタの機能ブロックについて説明する。 Next, functional blocks of a rear projector that implements such functions will be described.
図5は、第1の実施例におけるリアプロジェクタの機能ブロック図である。 FIG. 5 is a functional block diagram of the rear projector in the first embodiment.
リアプロジェクタは、投写部10と、スクリーン20と、オーバーシュート部分30と、光学センサー40と、光学センサー40のアナログ形式の測定値をデジタル値に変換するA/D変換部50と、色バランス決定部60と、制御部64と、記憶部70と、光源用電源80と、LCD用電源82と、画像信号処理部90とを含んで構成されている。
The rear projector includes a
ここで、記憶部70は、オーバーシュート部分30に各光源130に対応した色を投写するためのパターンデータ72等を記憶している。また、制御部64は、パターンデータ72に基づく制御信号をLCD駆動信号処理部170に出力するとともに、光学センサー40を制御する。
Here, the
また、光学センサー40は、例えば、測定した照度値を電圧等の電気信号に変換し、A/D変換部50は当該電気信号をデジタル値に変換し、色バランス決定部60は、当該デジタル値と、制御部64からの測定対象のパターン画像212の色を示す信号に基づき、駆動制御部150−1〜150−3をRGBの各色のバランスが保たれるように制御する。
For example, the
また、投写部10は、投射光学系11と、LCD120ごとの光源130−1〜130−3と、各光源130を駆動する駆動部140−1〜140−3と、各駆動部140を制御する駆動制御部150−1〜150−3とを含んで構成されている。
The
また、投射光学系11は、R光、G光、B光を集光して1つの画像光として出力する集光プリズム110と、RGBの各光を透過または反射する3つのLCD(Liquid Crystal Display、液晶パネルともいう。)120−1〜120−3と、各LCD120を駆動するLCD駆動部160−1〜160−3と、投写レンズ190とを含んで構成されている。なお、LCD120は、空間光変調部の一種である。
The projection
また、駆動部140には光源用電源80から駆動電圧が供給され、LCD駆動部160にはLCD用電源82から駆動電圧が供給される。
The driving
なお、これらの各部の機能を実装するためのハードウェアとしては、例えば、以下のものを採用してもよい。例えば、光学センサー40としては照度センサー等、色バランス決定部60、制御部64としてはCPU等、記憶部70としてはRAM等、光源130としてはLED(Light Emitting Diode)等、駆動部140、駆動制御部150、LCD駆動部160、LCD駆動信号処理部170としては回路等、画像信号処理部90としては画像処理回路等を採用してもよい。
Note that, for example, the following may be employed as hardware for implementing the functions of these units. For example, the
次に、これらの各部を用いた制御の流れについて説明する。 Next, the flow of control using these units will be described.
まず、制御部64は、記憶部70に記憶されたパターンデータ72に基づいてR光をパターン画像212として投写するための制御信号をLCD駆動信号処理部170に出力する。なお、リアプロジェクタであるため、投写レンズ190からスクリーン20までの距離は常に一定であり、光学センサー40の位置も固定されており、パターン画像212のキャリブレーション画像210における座標位置および大きさも固定されている。
First, the
このため、パターンデータ72として、例えば、パターン画像212の左上の座標位置、右下の座標位置、色、表示順序等を示すデータを設けておくことにより、制御部64は所望の順序で所望の色を有するパターン画像212を投写させるための信号を画像信号処理部90に出力することができる。
For this reason, as the
画像信号処理部90は、例えば、図4に示すキャリブレーション画像210を投写するための画像信号をLCD駆動信号処理部170に出力し、LCD駆動信号処理部170は、当該画像信号に基づいてLCD駆動信号を各LCD駆動部160に出力する。なお、画像信号に基づいてLCD120を駆動する手法は一般的な手法であるため、説明を省略する。
For example, the image
そして、投射光学系11は、LCD駆動信号に基づいて、例えば、図4に示すキャリブレーション画像210を投写する。
The projection
光学センサー40は、オーバーシュート部分30に投写されたパターン画像212(R光)の照度値を測定して電圧に変換し、A/D変換部50は当該電圧をデジタル変換した測定値を色バランス決定部60に出力する。なお、光学センサー40がデジタル値を出力する機能を有する場合はA/D変換部50は不要である。
The
このようにして投写部10は、パターン画像212としてR光、G光、B光を順番に投写し、光学センサー40は各パターン画像212の照度値を測定し、色バランス決定部60は、制御部64を介して記憶部70に測定値を記憶する。
In this way, the
色バランス決定部60は、記憶部70に記憶された各原色光(R光、G光およびB光)の測定基準値と実際の各原色光の測定値とを比較し、測定値が測定基準値よりも小さければ、より明るくするための制御信号を出力するための制御データを記憶部70に記憶し、測定値が測定基準値よりも大きければ、より暗くするための制御信号を出力するための制御データを記憶部70に記憶する。
The color
また、色バランス決定部60は、各原色光のバランスを保つように各制御データを決定する。例えば、色バランス決定部60は、明るさの調整によって各原色光のバランスが崩れてしまう場合、調整量を減らすように各制御データを決定する。
Further, the color
そして、色バランス決定部60は、各制御データに基づいて駆動制御部150−1〜150−3に光源130−1〜130−3の光量を調整させるための制御信号を出力する。
Then, the color
これにより、光源130−1〜130−3は適切な明るさの光を出力するようにフィードバック制御され、リアプロジェクタは適切な明るさの画像を投写することができる。 Thus, the light sources 130-1 to 130-3 are feedback-controlled so as to output light with appropriate brightness, and the rear projector can project an image with appropriate brightness.
以上のように、本実施例によれば、リアプロジェクタは、実際に投写された画像の明るさ値を、オーバーシュート部分30に設けられた光学センサー40によって測定することができるため、光源130だけでなく投写部10全体の劣化の影響も適切に把握することができる。また、リアプロジェクタは、照度値に基づいて駆動部140をフィードバック制御することにより、光源130等の劣化に応じて投写部10を適切に制御することができる。すなわち、本実施例によれば、リアプロジェクタは、個別光源の光を直接測定する場合と比べ、投写部10全体の劣化の影響を把握できるため、より高精度の補正を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the rear projector can measure the brightness value of the actually projected image by the
また、例えば、従来の手法では光源130の稼働時間に応じて劣化を推測する手法も存在するが、このような手法では、各光源130の個体差の影響を把握することはできない。これに対し、本実施例によれば、リアプロジェクタは、各光源130の投写光を個別に測定することにより、各光源130の個体差の影響も把握することができ、より正確に画像の明るさを調整することができる。
In addition, for example, in the conventional method, there is a method for inferring deterioration according to the operating time of the
また、本実施例によれば、リアプロジェクタは、複数のセンサーを用いることなく、1つの光学センサー40を用いてより低コストで投写部10の劣化の影響を適切に把握することができる。
Further, according to the present embodiment, the rear projector can appropriately grasp the influence of the deterioration of the
また、本実施例によれば、リアプロジェクタは、オーバーシュート部分30に光学センサー40を設けることにより、観察者に光学センサー40の存在を気付かれることなく、画像の明るさを調整することができる。
Further, according to the present embodiment, the rear projector can adjust the brightness of the image by providing the
さらに、本実施例によれば、リアプロジェクタは、パターンデータ72を用いることにより、入力画像にパターン画像212を上書きしたキャリブレーション画像210を用いて光源130の駆動を調整することができ、必ずしも入力画像の投写前に光源130の駆動の調整を行う必要がないため、より効率的に光源130の駆動の調整、すなわち、明るさの調整を行うことができる。
Further, according to the present embodiment, the rear projector can adjust the driving of the
また、本実施例によれば、リアプロジェクタは、個別光源を個別に制御する場合であっても、色バランス決定部60を用いることにより、各光源130の色のバランスを保つことができる。例えば、R光の光源130−1のみが劣化した場合であっても、他のG光、B光とのバランスを保ちつつ劣化の影響を低減することができる。
Further, according to the present embodiment, the rear projector can maintain the color balance of each
(第2の実施例)
次に、コモン電圧値に基づくLCDの駆動電圧を調整する例について説明する。なお、コモン電圧値は、各LCDを駆動するための駆動電圧の基準となる値であり、より具体的には、例えば、LCD120の交流駆動を行う正極性、負極性のセンター値である。
(Second embodiment)
Next, an example of adjusting the driving voltage of the LCD based on the common voltage value will be described. The common voltage value is a value serving as a reference for driving voltage for driving each LCD, and more specifically, for example, is a positive or negative center value for performing AC driving of the
図6は、第2の実施例におけるリアプロジェクタの機能ブロック図である。 FIG. 6 is a functional block diagram of the rear projector in the second embodiment.
リアプロジェクタは、投写部10と、スクリーン20と、オーバーシュート部分30と、光学センサー40と、光学センサー40のアナログ形式の測定値をデジタル値に変換するA/D変換部50と、色バランス決定部60と、コモン電圧値決定部62と、制御部64と、記憶部70と、光源用電源80と、画像信号処理部90とを含んで構成されている。
The rear projector includes a
ここで、記憶部70は、オーバーシュート部分30に各光源130に対応した色を投写するためのパターンデータ72等を記憶している。また、制御部64は、パターンデータ72に基づく制御信号をLCD駆動信号処理部170に出力するとともに、光学センサー40を制御する。
Here, the
また、光学センサー40は、例えば、測定した照度値を電圧等の電気信号に変換し、A/D変換部50は当該電気信号をデジタル値に変換し、色バランス決定部60は、当該デジタル値と、制御部64からの測定対象のパターン画像212の色を示す信号に基づき、駆動制御部150−1〜150−3をRGBの各色のバランスが保たれるように制御する。
For example, the
また、コモン電圧値決定部62は、A/D変換部50からの測定値に基づき、コモン電圧値を決定し、コモン電圧値をLCD駆動信号処理部170に出力する。
Further, the common voltage
また、投写部10は、投射光学系11と、LCD120ごとの光源130−1〜130−3と、各光源130を駆動する駆動部140−1〜140−3と、各駆動部140を制御する駆動制御部150−1〜150−3とを含んで構成されている。
The
また、投射光学系11は、R光、G光、B光を集光して1つの画像光として出力する集光プリズム110と、RGBの各光を透過または反射する3つのLCD(Liquid Crystal Display、液晶パネルともいう。)120−1〜120−3と、各LCD120を駆動するLCD駆動部160−1〜160−3と、投写レンズ190とを含んで構成されている。
The projection
また、駆動部140には光源用電源80から駆動電圧が供給され、LCD駆動部160にはLCD用電源82から駆動電圧が供給される。
The driving
なお、これらの各部の機能を実装するためのハードウェアとしては、例えば、以下のものを採用してもよい。例えば、光学センサー40としては照度センサー等、色バランス決定部60、コモン電圧値決定部62、制御部64としてはCPU等、記憶部70としてはRAM等、光源130としてはLED(Light Emitting Diode)等、駆動部140、駆動制御部150、LCD駆動部160、LCD駆動信号処理部170としては回路等、画像信号処理部90としては画像処理回路等を採用してもよい。
Note that, for example, the following may be employed as hardware for implementing the functions of these units. For example, an illuminance sensor or the like as the
次に、これらの各部を用いた制御の流れについて説明する。 Next, the flow of control using these units will be described.
図7は、第2の実施例における駆動電圧と輝度差を示す模式図である。 FIG. 7 is a schematic diagram showing a driving voltage and a luminance difference in the second embodiment.
液晶(LCD120)は、交流駆動することが必要であり、直流成分が残ったままLCD120が駆動されると表示不良(焼き付き等)、寿命低下の原因となる。例えば、交流駆動を行った場合でも、直流成分が残っていると図7に示すように、駆動タイミングごとに輝度差が生じてしまう。
The liquid crystal (LCD 120) needs to be driven by alternating current, and if the
なお、図7に示すように、正極性の最高駆動電圧がV1、正極性の最低駆動電圧がV2、負極性の最高駆動電圧がV3、負極性の最低駆動電圧がV4の場合、コモン電圧値はV1とV4のセンター値である。また、実際には、R、G、Bそれぞれについてコモン電圧値が存在する。 In addition, as shown in FIG. 7, when the positive polarity maximum drive voltage is V1, the positive polarity minimum drive voltage is V2, the negative polarity maximum drive voltage is V3, and the negative polarity minimum drive voltage is V4, the common voltage value Is the center value of V1 and V4. In practice, a common voltage value exists for each of R, G, and B.
コモン電圧値を中心としてLCD120に加わる最高電圧と最低電圧が対象になっていない場合、中心からのコモン電圧値のずれの度合いが大きいほど輝度差も大きくなってしまう。また、このようなずれは、光源130の劣化だけでなく、LCD120の連続稼働時間が長くなった場合でも生じる場合がある。
When the highest voltage and the lowest voltage applied to the
なお、図7では、1フィールドごとに極性反転されているが、LCD120が倍速駆動される場合の極性反転は0.5フィールドごとになる。なお、極性反転の方式は、図7に示すようにラインごと(ライン反転駆動)であってもよいし、画素ごと(ドット反転駆動)であってもよい。
In FIG. 7, the polarity is inverted every field, but the polarity is inverted every 0.5 field when the
NTSCの場合、1フィールドは60Hzなので、コモン電圧値のずれに伴う輝度差の周波数は30Hzになる。 In the case of NTSC, since one field is 60 Hz, the frequency of the luminance difference accompanying the shift of the common voltage value is 30 Hz.
本実施例では、投写レンズ190から投写されたキャリブレーション画像の照度値(輝度値、RGB値、XYZ値等でもよい。)を、光学センサー40を用いて測定する。なお、キャリブレーション画像は任意の色、任意の階調でもよいが、リアプロジェクタは、例えば、各原色の中間階調のキャリブレーション画像を用いてもよい。リアプロジェクタは、中間階調を用いれば、最高電圧と最低電圧の中間となるため、コモン電圧値をより適切に決定することができる。
In this embodiment, the illuminance value (luminance value, RGB value, XYZ value, etc.) of the calibration image projected from the
なお、本実施例では、図4に示すパターン画像212を含むキャリブレーション画像210を用いる。この場合、パターン画像212は、R光の中間階調、G光の中間階調、B光の中間階調のいずれかである。
In this embodiment, the
そして、光学センサー40は、各パターン画像212の照度値を測定して電圧に変換し、A/D変換部50は当該電圧をデジタル変換して測定値を生成し、制御部64は、A/D変換部50からの測定値に基づいてFFT(Fast Fourier Transform、高速フーリエ変換)を行って周波数成分を求める。
The
図8は、第2の実施例における周波数ごとの周波数成分を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing frequency components for each frequency in the second embodiment.
コモン電圧値がずれると、60Hzで表示を行う場合には、30Hzの周波数成分が増加する。このため、制御部64は、30Hzの周波数成分が最小になるようにコモン電圧値を決定する。
When the common voltage value is shifted, the frequency component of 30 Hz increases when displaying at 60 Hz. For this reason, the
図9は、第2の実施例における最適なコモン電圧値を示す図である。また、図10は、第2の実施例における最適なコモン電圧値を決定する処理手順を示す概略フローチャートである。 FIG. 9 is a diagram showing an optimum common voltage value in the second embodiment. FIG. 10 is a schematic flowchart showing a processing procedure for determining an optimum common voltage value in the second embodiment.
コモン電圧値をVcom、コモン電圧値の初期値をVcom0、変更する電圧値をVchgとする。また、制御部64による30Hzの場合におけるFFTの出力値の初期値をF0、初回以降の測定回数がn回目の当該出力値をFnとする。
The common voltage value is Vcom, the initial value of the common voltage value is Vcom0, and the voltage value to be changed is Vchg. In addition, the initial value of the FFT output value in the case of 30 Hz by the
例えば、2回目(n=1)の測定の場合、制御部64は、コモン電圧値VcomをVcom0+Vchgとする(ステップS1)。駆動信号処理部170は、コモン電圧値がVcomになり、かつ、画像信号処理部90からの画像信号に基づいて中間階調の画像が投写されるように駆動信号をLCD駆動部160−1〜160−3に出力する。
For example, in the case of the second measurement (n = 1), the
LCD駆動部160−1〜160−3は、駆動信号に基づいてLCD120−1〜120−3を駆動する。 The LCD driving units 160-1 to 160-3 drive the LCDs 120-1 to 120-3 based on the driving signal.
光学センサー40は、投写レンズ190を介して投写された中間階調の画像の照度値を測定して電圧を出力し、A/D変換部50は当該電圧をデジタル変換した測定値を生成する。
The
制御部64は、A/D変換部50からの測定値に対してFFTの処理を行い、出力値F1を得る。
The
そして、制御部64は、初回の出力値F0が2回目の出力値F1以上かどうかを判定する(ステップS2)。
Then, the
F0がF1以上の場合、制御部64は、コモン電圧値VcomをVcom+Vchgとし(ステップS3)、光学センサー40は、この条件でLCD120が駆動された状態の画像の照度値を測定する。
When F0 is F1 or more, the
そして、制御部64は、A/D変換部50からの測定値に対してFFTの処理を行い、出力値Fnを得る。
Then, the
さらに、リアプロジェクタは、FnがFn−1(n−1回目の出力値)以上になるまで(ステップS4)、コモン電圧値の変更(ステップS3)、キャリブレーション画像の投写、照度値の測定、FFTによる出力値の演算、出力値の比較(ステップS4)を繰り返し実行する。 Further, the rear projector changes the common voltage value (step S3), projects the calibration image, measures the illuminance value, until Fn becomes Fn-1 (n-1th output value) or more (step S4). The calculation of the output value by FFT and the comparison of the output values (step S4) are repeatedly executed.
一方、F0がF1未満の場合、制御部64は、コモン電圧値VcomをVcom0−Vchgとし(ステップS5)、光学センサー40は、この条件でLCD120が駆動された状態の画像の照度値を測定する。
On the other hand, when F0 is less than F1, the
そして、制御部64は、A/D変換部50からの測定値に対してFFTの処理を行い、出力値Fnを得る。
Then, the
さらに、リアプロジェクタは、FnがFn−1(n−1回目の出力値)以上になるまで(ステップS6)、コモン電圧値をVchg分減らす変更(ステップS7)、キャリブレーション画像の投写、照度値の測定、FFTによる出力値の演算、出力値の比較(ステップS6)を繰り返し実行する。 Further, the rear projector changes the common voltage value to decrease by Vchg (step S7) until Fn becomes equal to or larger than Fn-1 (n-1th output value) (step S7), projection of the calibration image, and illuminance value. Measurement, output value calculation by FFT, and output value comparison (step S6) are repeatedly executed.
以上の手順により、制御部64は、準備段階において、最適なコモン電圧値を決定することができ、LCD駆動信号処理部170は当該コモン電圧値となるように駆動信号を生成し、各LCD駆動部160は、それぞれの原色に応じたV1〜V4の駆動電圧でLCD120を駆動することができる。
Through the above procedure, the
以上のように、本実施例によれば、リアプロジェクタは、実際に投写された画像の照度値を測定することにより、画像のちらつきを把握することができる。これにより、リアプロジェクタは、ちらつきがなくなるようにコモン電圧値を決定し、各LCD駆動部160の駆動に関する電圧を適切に調整することができる。
As described above, according to the present embodiment, the rear projector can grasp the flicker of the image by measuring the illuminance value of the actually projected image. As a result, the rear projector can determine the common voltage value so as to eliminate the flicker, and can appropriately adjust the voltage related to the driving of each
また、本実施例によれば、リアプロジェクタは、周波数成分が最小になるように、すなわち、ちらつきが最も少なくなるようにコモン電圧値を決定することにより、LCD120の駆動電圧を適切に調整することができる。
Further, according to this embodiment, the rear projector appropriately adjusts the driving voltage of the
なお、上述したように、LCD120の連続稼働時間が長くなるとコモン電圧値がずれてくる場合がある。このため、リアプロジェクタは、一定時間(例えば、10分、30分、1時間等)ごとに光学センサー40による測定、制御部64によるFFT演算およびFFT演算結果(Fn)の比較を行い、最適なコモン電圧値決定時のFFT演算結果Foと最新のFFT演算結果Fnとが設定値(例えば、3dB等)以上異なる場合にコモン電圧値を再設定してもよい。また、リアプロジェクタは、上記一定時間ごとに自動的にコモン電圧値を再設定してもよい。
As described above, the common voltage value may shift as the continuous operation time of the
これによれば、リアプロジェクタは、実際の投写段階において、コモン電圧値のずれを適切に補正することができ、画像のちらつき発生を抑制することができる。 According to this, the rear projector can appropriately correct the shift of the common voltage value in the actual projection stage, and can suppress the occurrence of image flicker.
なお、リアプロジェクタは、オーバーシュート部分30に光学センサー40を設け、図4に示すパターン画像212として入力画像を含むキャリブレーション画像210を投写することにより、観察者に光学センサー40の存在を気付かれることなく、コモン電圧値に基づくLCD120の駆動電圧を調整することができる。
Note that the rear projector is provided with the
さらに、本実施例によれば、リアプロジェクタは、パターンデータ72を用いることにより、入力画像にパターン画像212を上書きしたキャリブレーション画像210を用いてLCD120の駆動を調整することができ、必ずしも入力画像の投写前にLCD120の駆動の調整を行う必要がないため、より効率的にLCD120の駆動の調整を行うことができる。
Further, according to the present embodiment, the rear projector can adjust the driving of the
(その他の実施例)
なお、本発明の適用は上述した実施例に限定されず、種々の変形が可能である。
(Other examples)
In addition, application of this invention is not limited to the Example mentioned above, A various deformation | transformation is possible.
例えば、第1の実施例と第2の実施例を組み合わせてもよい。すなわち、リアプロジェクタは、色バランスを保ちつつ光源130の光量を調整し、かつ、照度値から決定したコモン電圧値に基づいてLCD120の駆動電圧を調整してもよい。
For example, the first embodiment and the second embodiment may be combined. That is, the rear projector may adjust the light amount of the
また、上述した実施例では1つの光学センサー40を用いたが複数のセンサーを用いてもよい。
In the above-described embodiment, one
図11は、その他の実施例における光学センサー40−1〜40−3の配置を示す模式図である。また、図12は、その他の実施例におけるキャリブレーション画像220の一例を示す図である。
FIG. 11 is a schematic diagram showing the arrangement of the optical sensors 40-1 to 40-3 in other embodiments. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a
例えば、図11に示すように、R光の明るさ値を測定する光学センサー40−1、G光の明るさ値を測定する光学センサー40−2、B光の明るさ値を測定する光学センサー40−3をオーバーシュート部分30の異なる位置に設けてもよい。
For example, as shown in FIG. 11, an optical sensor 40-1 that measures the brightness value of the R light, an optical sensor 40-2 that measures the brightness value of the G light, and an optical sensor that measures the brightness value of the B light. 40-3 may be provided at different positions of the
この場合、図12に示すように、明るさ調整時に、光学センサー40−1用のパターン画像222として最高階調のR色、光学センサー40−2用のパターン画像224として最高階調のG色、光学センサー40−3用のパターン画像226として最高階調のB色を投写するとともに、LCD120の駆動電圧調整時に、光学センサー40−1用のパターン画像222として中間階調のR色、光学センサー40−2用のパターン画像224として中間階調のG色、光学センサー40−3用のパターン画像226として中間階調のB色を投写するためのパターンデータ72を記憶部70に記憶しておく。
In this case, as shown in FIG. 12, at the time of brightness adjustment, the highest gradation R color as the
制御部64は、当該パターンデータ72に基づいて目的とする調整対象に応じたパターン画像222〜226を投写部10に投写させる。
The
これによれば、リアプロジェクタは、各光学センサー40にそれぞれに応じた色を同時に投写することができる。これにより、リアプロジェクタは、キャリブレーション画像を順次投写する必要がないため、より短時間に投写部10の劣化の影響を適切に把握することができる上、フィールドシーケンシャル方式以外の表示方式にも使用できる。なお、リアプロジェクタは、調整対象に関わらず、同一階調のパターン画像を用いてもよい。
According to this, the rear projector can simultaneously project colors corresponding to the respective
また、リアプロジェクタは、動画像や静止画像を投写するものであってもよく、TV機能を有するもの(例えば、プロジェクションTV等)であってもよい。 The rear projector may project a moving image or a still image, or may have a TV function (for example, a projection TV).
また、第1の実施例に関する本発明の適用は個別光源を有するものであればよく、液晶表示デバイスを有するリアプロジェクタには限定されず、例えば、米国テキサス・インスツルメンツ社が開発したDMD(Digital Micromirror Device)を用いたリアプロジェクタ等であってもよい。なお、DMDは、空間光変調部の一種である。 The application of the present invention relating to the first embodiment is not limited to a rear projector having a liquid crystal display device as long as it has an individual light source. For example, DMD (Digital Micromirror) developed by Texas Instruments, USA A rear projector using Device) may be used. DMD is a kind of spatial light modulator.
また、パターンデータ72は、図3に示す単一色のキャリブレーション画像を投写するためのデータであってもよい。
The
これによれば、リアプロジェクタは、画像信号を用いることなく、キャリブレーション画像200を投写することができるため、より簡易に画像の明るさやLCD120の駆動電圧を調整することができる。
According to this, since the rear projector can project the
また、第2の実施例に関する本発明の適用は個別光源を有するものには限定されず、共通光源を有するものであってもよい。 Further, the application of the present invention relating to the second embodiment is not limited to one having an individual light source, and may have a common light source.
また、光学センサー40を設ける位置はオーバーシュート部分30より外部の帰線期間部分であってもよい。
Further, the position where the
例えば、NTSC信号の場合、525本の走査線に対し、実際のデータ信号は482.5本であり、残りの42.5本は帰線期間部分(オーバーシュート部分30の上下それぞれの外側部分)である。この帰線期間部分に投写を行うことのできるリアプロジェクタを用いる場合は光学センサー40をスクリーン20面の帰線期間部分に設けてもよい。また、上述した実施例では、光学センサー40はオーバーシュート部分30のうち下辺部分に設けられているが、設置位置は任意である。
For example, in the case of the NTSC signal, the actual data signal is 482.5 lines for 525 scanning lines, and the remaining 42.5 lines are the blanking period parts (the outer parts above and below the overshoot part 30). It is. In the case of using a rear projector capable of performing projection in the blanking period portion, the
また、上述した実施例では、制御部64は、パターン画像または単一色のキャリブレーション画像を投写するため、画像信号処理部90の画像信号を調整したが、LCD駆動信号処理部170に制御信号を出力してもよい。LCD駆動信号処理部170は、当該制御信号に基づいてパターン画像または単一色のキャリブレーション画像を投写するための駆動信号をLCD駆動部160に出力してもよい。これによっても、リアプロジェクタは、パターン画像を含むキャリブレーション画像や単一色のキャリブレーション画像を投写することができる。
In the above-described embodiment, the
10 投写部、11 投射光学系、20 スクリーン、30 オーバーシュート部分、40 光学センサー、60 色バランス決定部、62 コモン電圧値決定部、64 制御部、70 記憶部、72 パターンデータ、120 LCD、130 光源、140 駆動部、150 駆動制御部、160 LCD駆動部、170 駆動信号処理部、190 投写レンズ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記投写領域にキャリブレーション画像を投写する投写部と、
前記センサーによって測定された前記キャリブレーション画像の明るさ値に基づき、コモン電圧値を決定するコモン電圧値決定部と、
を含み、
前記投写部は、
複数の光源と、
各光源に対応した複数のLCDと、
各LCDを駆動するLCD駆動部と、
前記LCD駆動部に前記LCDを、前記コモン電圧値に基づく駆動電圧で駆動するための駆動信号を出力するLCD駆動信号処理部と、
を含むことを特徴とするリアプロジェクタ。 At least one sensor provided in an overshoot portion that is a non-display area in the projection area;
A projection unit for projecting a calibration image to the projection area;
A common voltage value determination unit for determining a common voltage value based on a brightness value of the calibration image measured by the sensor;
Including
The projection unit
Multiple light sources;
Multiple LCDs for each light source;
An LCD drive unit for driving each LCD;
An LCD drive signal processing unit for outputting a drive signal for driving the LCD with a drive voltage based on the common voltage value to the LCD drive unit;
A rear projector comprising:
前記明るさ値を測定するためのパターンデータを記憶する記憶部と、
前記パターンデータに基づき、前記オーバーシュート部分の前記センサーの設けられる部分にパターン画像を投写するための制御信号を生成する制御部と、
を含み、
前記キャリブレーション画像は、入力画像信号に基づく入力画像と、前記パターン画像とを含み、
前記LCD駆動信号処理部は、前記制御信号に基づき、前記キャリブレーション画像を投写するための駆動信号を前記LCD駆動部に出力することを特徴とするリアプロジェクタ。 The rear projector according to claim 1,
A storage unit for storing pattern data for measuring the brightness value;
Based on the pattern data, a control unit that generates a control signal for projecting a pattern image on a portion of the overshoot portion where the sensor is provided;
Including
The calibration image includes an input image based on an input image signal and the pattern image,
The rear projector, wherein the LCD drive signal processing unit outputs a drive signal for projecting the calibration image to the LCD drive unit based on the control signal.
前記コモン電圧値決定部は、前記明るさ値に対して高速フーリエ変換を行って周波数成分を求め、前記コモン電圧値が最も影響する周波数の周波数成分が最小になるように前記コモン電圧値を決定することを特徴とするリアプロジェクタ。 The rear projector according to any one of claims 1 and 2,
The common voltage value determining unit obtains a frequency component by performing a fast Fourier transform on the brightness value, and determines the common voltage value so that the frequency component of the frequency that the common voltage value has the most influence is minimized. A rear projector characterized by the above.
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