JP2011081028A - 投写型映像表示装置及び信号処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 サブフレーム長が固定的に定められていても、映像の高輝度化を実現することを可能とする投写型映像表示装置及び信号処理装置を提供する。
【解決手段】 投写型映像表示装置100は、複数色の色成分光を個別に出射するように構成された光源10と、1つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、複数色の色成分光のそれぞれを変調するように構成されたDMD60と、光源10から出射される複数色の色成分光の発光期間を制御するとともに、複数の映像信号に基づいて光変調素子を制御するように構成された制御部250とを備える。1つのフレーム内において、複数のサブフレームの順序及び期間が定められており、複数のサブフレームの期間が互いに異なる。制御部250は、複数色の映像信号の明るさ成分に基づいて、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを行う。
【選択図】 図2
【解決手段】 投写型映像表示装置100は、複数色の色成分光を個別に出射するように構成された光源10と、1つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、複数色の色成分光のそれぞれを変調するように構成されたDMD60と、光源10から出射される複数色の色成分光の発光期間を制御するとともに、複数の映像信号に基づいて光変調素子を制御するように構成された制御部250とを備える。1つのフレーム内において、複数のサブフレームの順序及び期間が定められており、複数のサブフレームの期間が互いに異なる。制御部250は、複数色の映像信号の明るさ成分に基づいて、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを行う。
【選択図】 図2
Description
本発明は、1つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、複数色の色成分光のそれぞれを変調するように構成された光変調素子を制御するように構成された制御部を備えた投写型映像表示装置及び信号処理装置に関する。
従来、光源から出射される光を変調する光変調素子と、光変調素子から出射される光を投写面上に投写する投写ユニットとを備える投写型映像表示装置が知られている。一般的に、投写型映像表示装置では、複数色の色成分光(例えば、赤成分光、緑成分光及び青成分光)が用いられる。
例えば、1フレームの映像を表示する場合には、1つのフレームを構成する複数のサブフレームにおいて、複数色の色成分光のそれぞれが光変調素子によって変調される。
ここで、色純度を低下させずに輝度を上昇する技術として、白色成分光を変調するサブフレームを設ける技術が提案されている(例えば、特許文献1)。具体的には、投写型映像表示装置は、映像信号から白色成分の信号を抽出して、白色成分の信号に応じて、白色成分光を変調するサブフレーム長を決定する。
ところで、単数のDMD(Digital Micromirror Device)などのように、単数の光変調素子を用いた投写型映像表示装置が知られている。このようなケースでは、光変調素子は、複数色の色成分光毎に時分割で動作する必要がある。
また、光変調素子の構成によっては、1つのフレームを構成する複数のサブフレームの順序及び期間が固定的に定められていることも考えられる。複数のサブフレームの順序及び期間が固定的に定められている場合には、上述した技術のように、サブフレーム長を自由に変更することができない。
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、複数のサブフレームの順序及び期間が固定的に定められていても、映像の高輝度化を実現することを可能とする投写型映像表示装置及び信号処理装置を提供することを目的とする。
第1の特徴に係る投写型映像表示装置は、複数色の色成分光を個別に出射するように構成された光源(光源10)と、1つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、前記複数色の色成分光のそれぞれを変調するように構成された光変調素子(DMD60)と、前記光源から出射される前記複数色の色成分光の発光期間を制御するとともに、複数の映像信号に基づいて前記光変調素子を制御するように構成された制御部(制御部250)とを備える。前記1つのフレーム内において、前記複数のサブフレームの順序及び期間が定められており、前記複数のサブフレームの期間が互いに異なる。前記制御部は、前記複数色の映像信号の明るさ成分に基づいて、前記複数のサブフレームに対する前記複数色の色成分光の割り当てを行う。
第1の特徴において、前記制御部は、前記複数のサブフレームに対する前記複数色の色成分光の割り当てに応じて、前記光源から出射される前記複数のサブフレームの光量を制御する。
第1の特徴において、前記制御部は、前記複数色の映像信号の階調幅に基づいて、前記複数のサブフレームに対する前記複数色の色成分光の割り当てを行う。
第2の特徴に係る信号処理装置は、複数色の色成分光を個別に出射するように構成された光源を制御するとともに、1つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、前記複数色の色成分光のそれぞれを変調するように構成された光変調素子を制御するように構成された制御部を備える。前記制御部は、前記光源から出射される前記複数色の色成分光の発光期間を制御するとともに、複数の映像信号に基づいて前記光変調素子を制御する。前記1つのフレーム内において、前記複数のサブフレームの順序及び期間が定められており、前記複数のサブフレームの期間が互いに異なる。前記制御部は、前記複数色の映像信号の明るさ成分に基づいて、前記複数のサブフレームに対する前記複数色の色成分光の割り当てを行う。
本発明によれば、サブフレーム長が固定的に定められていても、映像の高輝度化を実現することを可能とする投写型映像表示装置及び信号処理装置を提供することができる。
以下において、本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
[実施形態の概要]
実施形態に係る投写型映像表示装置は、複数色の色成分光を個別に出射するように構成された光源と、1つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、複数色の色成分光のそれぞれを変調するように構成された光変調素子と、光源から出射される複数色の色成分光の発光期間を制御するとともに、複数の映像信号に基づいて光変調素子を制御するように構成された制御部とを備える。1つのフレーム内において、複数のサブフレームの順序及び期間が定められており、複数のサブフレームの期間が互いに異なる。制御部は、複数色の映像信号の明るさ成分に基づいて、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを行う。
実施形態に係る投写型映像表示装置は、複数色の色成分光を個別に出射するように構成された光源と、1つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、複数色の色成分光のそれぞれを変調するように構成された光変調素子と、光源から出射される複数色の色成分光の発光期間を制御するとともに、複数の映像信号に基づいて光変調素子を制御するように構成された制御部とを備える。1つのフレーム内において、複数のサブフレームの順序及び期間が定められており、複数のサブフレームの期間が互いに異なる。制御部は、複数色の映像信号の明るさ成分に基づいて、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを行う。
実施形態では、制御部は、複数色の映像信号の明るさ成分に基づいて、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを行う。従って、複数のサブフレームの順序及び期間が固定的に定められていても、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを動的に行うことによって、映像の高輝度化を実現することができる。
[第1実施形態]
(投写型映像表示装置の構成)
以下において、第1実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る投写型映像表示装置100の構成を示す図である。
(投写型映像表示装置の構成)
以下において、第1実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る投写型映像表示装置100の構成を示す図である。
図1に示すように、投写型映像表示装置100は、光源10と、ロッドインテグレータ20と、リレー光学素子30と、反射ミラー40と、プリズム50と、DMD60と、投写レンズユニット70とを有する。
光源10は、複数色の色成分光を個別に出射するように構成される。例えば、光源10は、光源10R、光源10G及び光源10Bによって構成される。
光源10Rは、赤成分光Rを出射する光源であり、例えば、赤LED(Light Emitting Diode)や赤LD(Laser Diode)である。光源10Gは、緑成分光Gを出射する光源であり、例えば、緑LEDや緑LDである。光源10Bは、青成分光Bを出射する光源であり、例えば、青LEDや青LDである。
第1実施形態では、光源10は、1フレームを構成する複数のサブフレーム毎に、各色成分光を時分割で出射するように構成されている。ここで、複数のサブフレームの順序及び期間は固定的に定められている。また、複数のサブフレームの期間が互いに異なっている。
なお、1フレームを構成する複数のサブフレームに対する各色成分光の割り当てについては後述する(図3及び図4を参照)。
ロッドインテグレータ20は、光入射面と、光出射面と、光入射面の外周から光出射面の外周に亘って設けられる光反射側面とを有する。ロッドインテグレータ20は、光源10から出射された色成分光を均一化する。詳細には、ロッドインテグレータ20は、光反射側面で色成分光を反射することによって、色成分光を均一化する。
リレー光学素子30は、光源10から出射された色成分光の拡大を抑制しながら、色成分光をDMD60上に略結像する。リレー光学素子30は、例えば、複数のレンズ群によって構成される。
反射ミラー40は、リレー光学素子30から出射された色成分光をプリズム50側に反射する。
プリズム50は、反射ミラー40で反射された色成分光をDMD60側に透過する。一方で、プリズム50は、DMD60で反射された色成分光を投写レンズユニット70側に反射する。
DMD60は、1つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、前記複数色の色成分光のそれぞれを変調するように構成されている。
具体的には、DMD60は、複数の微小ミラーによって構成されており、複数の微小ミラーは可動式である。各微小ミラーは、基本的に1画素に相当する。DMD60は、各微小ミラーの角度を変更することによって、色成分光が有効光として投写レンズユニット70側に導かれるように色成分光を反射するか否かを切り替える。
なお、1フレームを構成する複数のサブフレームに対する各色成分光の割り当てについては後述する(図3及び図4を参照)。
投写レンズユニット70は、複数のレンズ群によって構成されており、プリズム50で反射された光を投写面(不図示)上に投写する。
(投写型映像表示装置の機能)
以下において、第1実施形態に係る投写型映像表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図2は、第1実施形態に係る投写型映像表示装置100(信号処理装置200)の機能を示すブロック図である。
以下において、第1実施形態に係る投写型映像表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図2は、第1実施形態に係る投写型映像表示装置100(信号処理装置200)の機能を示すブロック図である。
信号処理装置200は、赤入力信号Rin、緑入力信号Gin及び青入力信号Binを含む映像入力信号を取得する。信号処理装置200は、赤出力信号Rout、緑出力信号Gout及び青出力信号Boutを含む映像出力信号を出力する。なお、赤入力信号Rin、緑入力信号Gin及び青入力信号Binは、それぞれ、最低画素値Sigmin(例えば、“0”)〜最高画素値Sigmax(例えば、“255”)の範囲の値である。同様に、赤出力信号Rout、緑出力信号Gout及び青出力信号Boutは、それぞれ、最低画素値(例えば、“0”)〜最高画素値(例えば、“255”)の範囲の値である。
図4に示すように、信号処理装置200は、信号受付部210と、解析部220と、光源制御部230と、素子制御部240とを有する。なお、光源制御部230及び素子制御部240は、制御部250を構成する。
信号受付部210は、DVDやTVチューナなどの外部機器から映像入力信号を受け付ける。
解析部220は、映像入力信号を解析する。具体的には、解析部220は、フレームを構成する複数の画素毎の映像入力信号の明るさ成分を解析する。
第1実施形態では、明るさ成分は、映像入力信号の値そのものである。なお、明るさ成分は、HSV変換又はYUV変換によって得られる明度成分や輝度成分であってもよい。
例えば、解析部220は、フレームを構成する複数の画素毎の赤入力信号Rinに基づいて、赤入力信号Rinの最大値Rmaxを取得する。同様に、解析部220は、フレームを構成する複数の画素毎の緑入力信号Ginに基づいて、緑入力信号Ginの最大値Gmaxを取得し、フレームを構成する複数の画素毎の青入力信号Binに基づいて、青入力信号Binの最大値Bmaxを取得する。
なお、解析部220は、赤入力信号Rinの信号強度(階調)毎に赤入力信号Rinの頻度を表すヒストグラムを生成してもよい。同様に、解析部220は、緑入力信号Ginの信号強度(階調)毎に緑入力信号Ginの頻度を表すヒストグラムを生成し、青入力信号Binの信号強度(階調)毎に青入力信号Binの頻度を表すヒストグラムを生成してもよい。
また、解析部220は、赤入力信号Rinの最小値Rminを取得してもよい。同様に、解析部220は、緑入力信号Ginの最小値Gminを取得し、フレームを構成する複数の画素毎の青入力信号Binに基づいて、青入力信号Binの最小値Bminを取得してもよい。
光源制御部230は、光源10を制御する。具体的には、光源制御部230は、解析部220の解析結果に応じて、1フレーム内において、赤成分光R、緑成分光G及び青成分光Bの発光順序及び発光期間を制御する。すなわち、光源制御部230は、赤成分光R、緑成分光G及び青成分光Bを、複数のサブフレームのいずれに割り当てるかについて制御する。
このように、光源制御部230は、解析部220の解析結果、すなわち、映像入力信号の明るさ成分に基づいて、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを行う。
素子制御部240は、DMD60を制御する。第1に、素子制御部240は、映像入力信号を映像出力信号に変換して、映像出力信号に基づいて、DMD60を制御する。
第2に、素子制御部240は、解析部220の解析結果に応じて、1フレーム内において、赤出力信号Rout、緑出力信号Gout及び青出力信号Boutの出力順序及び出力期間を制御する。すなわち、すなわち、素子制御部240は、赤出力信号Rout、緑出力信号Gout及び青出力信号Boutを、複数のサブフレームのいずれに割り当てるかについて制御する。
なお、赤出力信号Rout、緑出力信号Gout及び青出力信号Boutの出力順序及び出力期間は、赤成分光R、緑成分光G及び青成分光Bの発光順序及び発光期間と同期することは勿論である。
このように、素子制御部240は、解析部220の解析結果、すなわち、映像入力信号の明るさ成分に基づいて、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを行う。
ここで、素子制御部240は、映像入力信号を映像出力信号に変換する際に、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てに応じて、色バランスを維持するための変換処理を行うことに留意すべきである。また、素子制御部240は、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てに応じて、映像入力信号の伸張処理を行うことに留意すべきである。
上述したように、制御部250は、光源制御部230及び素子制御部240によって制御される。光源制御部230は、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てに応じて光源10を制御する。素子制御部240は、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てに応じてDMD60を制御する。すなわち、制御部250は、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを制御することに留意すべきである。
(複数色の色成分光の割り当て)
以下において、第1実施形態に係る複数色の色成分光の割り当てについて、図面を参照しながら説明する。図3及び図4は、第1実施形態に係る複数色の色成分光の割り当てを説明するための図である。
以下において、第1実施形態に係る複数色の色成分光の割り当てについて、図面を参照しながら説明する。図3及び図4は、第1実施形態に係る複数色の色成分光の割り当てを説明するための図である。
図3及び図4に示すように、1つのフレームは、複数のサブフレームによって構成される。第1実施形態では、1つのフレームは、サブフレーム#1、サブフレーム#2及びサブフレーム#3によって構成される。サブフレーム#1、サブフレーム#2及びサブフレーム#3の順序及び期間は固定的に定められている。サブフレーム#1の期間は、サブフレーム#3の期間と同じである。サブフレーム#2の期間は、サブフレーム#1の期間(=サブフレーム#3の期間)のn倍(ここでは、2倍)である。
第1に、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の第1割り当てについて、図3を参照しながら説明する。第1割り当ては、デフォルトの割り当てである。すなわち、第1割り当てを前提にして、投写型映像表示装置100が光源10及びDMD60を制御するように設計されていることに留意すべきである。また、第1割り当てを前提として、映像の色バランスが最適化されるように設計されていることに留意すべきである。
図3に示すように、第1割り当てでは、サブフレーム#1に対して赤成分光Rが割り当てられており、サブフレーム#2に対して緑成分光Gが割り当てられており、サブフレーム#3に対して青成分光Bが割り当てられている。
すなわち、サブフレーム#1において、光源制御部230は、赤成分光Rを出射するように光源10Rを制御し、素子制御部240は、赤出力信号Routに基づいてDMD60を制御する。サブフレーム#2において、光源制御部230は、緑成分光Gを出射するように光源10Gを制御し、素子制御部240は、緑出力信号Goutに基づいてDMD60を制御する。サブフレーム#3において、光源制御部230は、青成分光Bを出射するように光源10Bを制御し、素子制御部240は、青出力信号Boutに基づいてDMD60を制御する。
第2に、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の第2割り当てについて、図4を参照しながら説明する。
図4に示すように、第2割り当てでは、サブフレーム#1に対して緑成分光Gが割り当てられており、サブフレーム#2に対して赤成分光Rが割り当てられており、サブフレーム#3に対して青成分光Bが割り当てられている。
すなわち、サブフレーム#1において、光源制御部230は、緑成分光Gを出射するように光源10Gを制御し、素子制御部240は、緑出力信号Goutに基づいてDMD60を制御する。サブフレーム#3において、光源制御部230は、赤成分光Rを出射するように光源10Rを制御し、素子制御部240は、赤出力信号Routに基づいてDMD60を制御する。サブフレーム#3において、光源制御部230は、青成分光Bを出射するように光源10Bを制御し、素子制御部240は、青出力信号Boutに基づいてDMD60を制御する。
このように、第2割り当てでは、第1割り当て(デフォルト割り当て)に対して、赤成分光Rが割り当てられるサブフレームが、緑成分光Gが割り当てられるサブフレームと入れ替わっている。また、第2割り当てでは、第1割り当て(デフォルト割り当て)に対して、赤成分光Rが割り当てられるサブフレームがn倍であり、緑成分光Gが割り当てられるサブフレームが1/n倍である。
従って、色バランスを保つために、第1割り当て(デフォルト割り当て)に対して、赤入力信号Rinを1/n倍して赤出力信号Routを取得するとともに、緑入力信号Ginをn倍して緑出力信号Goutを取得する必要があることに留意すべきである。
なお、図示を省略するが、第1割り当て(デフォルト割り当て)に対して、赤成分光Rが割り当てられるサブフレームが、青成分光Bが割り当てられるサブフレームと入れ替わる第3割り当ても存在することに留意すべきである。
(投写型映像表示装置の動作)
以下において、第1実施形態に係る投写型映像表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図5は、第1実施形態に係る投写型映像表示装置100(信号処理装置200)の動作を示すフロー図である。
以下において、第1実施形態に係る投写型映像表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図5は、第1実施形態に係る投写型映像表示装置100(信号処理装置200)の動作を示すフロー図である。
ここでは、第1割り当て(デフォルト割り当て)において、緑成分光Gが割り当てられるサブフレームの期間が、赤成分光R及び青成分光Bが割り当てられる期間のn倍であるケースについて例示する。
図5に示すように、ステップ10において、信号処理装置200は、緑入力信号Ginの最大値Gmaxが1/n×最高画素値Sigmax以下であるか否かを判定する。信号処理装置200は、最大値Gmaxが1/n×最高画素値Sigmax以下である場合に、ステップ20の処理に移る。一方で、信号処理装置200は、最大値Gmaxが1/n×最高画素値Sigmaxよりも大きい場合に、一連の処理を終了する。すなわち、第1割り当て(デフォルト割り当て)が用いられる。
ステップ20において、信号処理装置200は、色成分光の割り当てを変更する条件(割り当て変更条件)が満たされているか否かを判定する。信号処理装置200は、割り当て変更条件が満たされている場合に、ステップ30の処理に移る。一方で、信号処理装置200は、割り当て変更条件が満たされていない場合に、一連の処理を終了する。すなわち、デフォルト割り当てが用いられる。
なお、割り当て変更条件は、赤入力信号Rinの最大値Rmaxが緑入力信号Ginの最大値Gmaxよりも大きいこと、若しくは、青入力信号Binの最大値Bmaxが緑入力信号Ginの最大値Gmaxよりも大きいことである。
ステップ30において、信号処理装置200は、赤入力信号Rinの最大値Rmaxが青入力信号Binの最大値Bmaxよりも大きいか否かを判定する。信号処理装置200は、最大値Rmaxが最大値Bmaxよりも大きい場合に、ステップ40の処理に移る。一方で、信号処理装置200は、最大値Rmaxが最大値Bmaxよりも大きくない場合に、ステップ50の処理に移る。
ステップ40において、信号処理装置200は、赤入力信号Rinを1/n倍することによって、赤出力信号Routを取得する。
なお、信号処理装置200は、第1割り当て(デフォルト割り当て)に対して、赤成分光Rが割り当てられるサブフレームを緑成分光Gが割り当てられるサブフレームと入れ替える。すなわち、第2割り当てが採用される。
ステップ50において、信号処理装置200は、青入力信号Binを1/n倍することによって、青出力信号Boutを取得する。
なお、信号処理装置200は、第1割り当て(デフォルト割り当て)に対して、青成分光Bが割り当てられるサブフレームを緑成分光Gが割り当てられるサブフレームと入れ替える。すなわち、第3割り当てが採用される。
ステップ60において、信号処理装置200は、緑入力信号Ginをn倍することによって、緑出力信号Goutを取得する。
ステップ70において、信号処理装置200は、赤出力信号Rout、緑出力信号Gout及び青出力信号Boutのうち、最も大きい信号の値(最大値Slargest)を抽出する。
ステップ80において、信号処理装置200は、信号伸張処理を行う。具体的には、信号処理装置200は、“Sigmax/Siglargest”を伸張係数として算出する。続いて、信号処理装置200は、赤出力信号Rout、緑出力信号Gout及び青出力信号Boutに伸張係数“Sigmax/Siglargest”を乗算して、DMD60の制御に用いる赤出力信号Rout、緑出力信号Gout及び青出力信号Boutを取得する。
なお、信号処理装置200は、一連の処理で定まった赤成分光R、緑成分光G及び青成分光Bの割り当てに従って、光源10及びDMD60を制御することに留意すべきである。また、信号処理装置200は、デフォルト割り当てとは異なる割り当てを行った場合には、ステップ80で取得された赤出力信号Rout、緑出力信号Gout及び青出力信号Boutに基づいて、DMD60を制御することに留意すべきである。
(信号変換の一例)
以下において、第1実施形態に係る信号変換の一例について、図面を参照しながら説明する。図6〜図8は、第1実施形態に係る信号変換の一例を示す図である。
以下において、第1実施形態に係る信号変換の一例について、図面を参照しながら説明する。図6〜図8は、第1実施形態に係る信号変換の一例を示す図である。
ここでは、1つのフレームは、サブフレーム#1、サブフレーム#2及びサブフレーム#3によって構成される。
また、デフォルト割り当てにおいて、緑成分光Gが割り当てられるサブフレーム#2の期間が、赤成分光Rが割り当てられるサブフレーム#1の期間及び青成分光Bが割り当てられるサブフレーム#3の期間の2倍であるケースについて例示する。
第1に、映像入力信号の分布について、図6を参照しながら説明する。図6に示すように、赤入力信号Rinの最大値Rmaxは、“255”であり、緑入力信号Ginの最大値Gmaxは、“64”であり、青入力信号Binの最大値Bmaxは、“192”である。
このようなケースでは、最大値Gmax“64”が1/2×最高画素値Sigmax=“128”以下であり、最大値Rmax“255”が最大値Gmax“64”よりも大きいため、各色成分光の割り当ては、デフォルト割り当てから変更される。
ここでは、最大値Rmax“255”が最大値Bmax“192”よりも大きいため、デフォルト割り当てに対して、赤成分光Rが割り当てられるサブフレーム#1を緑成分光Gが割り当てられるサブフレーム#2と入れ替える。すなわち、赤成分光Rがサブフレーム#2に割り当てられ、緑成分光Gがサブフレーム#1に割り当てられる。
第2に、サブフレームの割り当て変更に伴う信号変換について、図7を参照しながら説明する。上述したように、デフォルト割り当てに対して、赤成分光Rが割り当てられるサブフレーム#2が2倍であるため、赤入力信号Rinを1/2倍することによって、赤出力信号Routが取得される。一方で、デフォルト割り当てに対して、緑成分光Gが割り当てられるサブフレーム#1が1/2倍であるため、緑成分光Gを2倍することによって、緑出力信号Goutが取得される。
従って、図7に示すように、赤出力信号Routの最大値Rmaxは、“128”であり緑出力信号Goutの最大値Gmaxは、“128”であり、青出力信号Boutの最大値Bmaxは、“192”である。
第3に、信号伸張処理について、図8を参照しながら説明する。上述したように、赤出力信号Rout、緑出力信号Gout及び青出力信号Boutに伸張係数“Sigmax/Siglargest”を乗算して、DMD60の制御に用いる赤出力信号Rout、緑出力信号Gout及び青出力信号Boutが取得される。ここで、最大値Slargestは、青出力信号Bout“192”であるため、伸張係数“Sigmax/Siglargest”は、“255/192”である。
従って、図8に示すように、DMD60の制御に用いる赤出力信号Routは、“170”であり、DMD60の制御に用いる緑出力信号Goutは、“170”であり、DMD60の制御に用いる青出力信号Boutは、“255”である。
(作用及び効果)
第1実施形態では、信号処理装置200は、複数色の映像信号の明るさ成分(第1実施形態では、映像入力信号の値そのもの)に基づいて、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを行う。従って、複数のサブフレームの順序及び期間が固定的に定められていても、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを動的に行うことによって、映像の高輝度化を実現することができる。
第1実施形態では、信号処理装置200は、複数色の映像信号の明るさ成分(第1実施形態では、映像入力信号の値そのもの)に基づいて、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを行う。従って、複数のサブフレームの順序及び期間が固定的に定められていても、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを動的に行うことによって、映像の高輝度化を実現することができる。
例えば、図6〜図8に示した例では、赤入力信号Rinの最大値Rmaxが大きい場合に、赤成分光Rに対して、他のサブフレームよりも長い期間を有するサブフレーム#2が割り当てられる。これによって、信号伸張処理によって、赤出力信号Routを増大する余地が生まれ、赤成分光Rの輝度を高めることができる。
第1実施形態では、信号処理装置200は、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てに応じて、映像入力信号を映像出力信号に変換する。従って、赤成分光R、緑成分光G及び青成分光Bによって構成される映像の色バランスを維持することができる。
[変更例1]
以下において、第1実施形態の変更例1について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第1実施形態との相違点について主として説明する。
以下において、第1実施形態の変更例1について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第1実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、変更例1では、信号処理装置200は、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てに応じて、光源10から出射される複数のサブフレームの光量を制御する。詳細には、信号処理装置200は、サブフレームの割り当て変更に伴って、デフォルト割り当てに対して、短い期間のサブフレームを割り当てられた色成分光について、光源10から出射される色成分光の光量を増大する。
変更例1は、例えば、nフレーム目において、サブフレームの割り当て変更が行われて、n+1フレーム目において、サブフレームの割り当て変更が行われないケースに適用される。なお、n+1フレーム目において、サブフレームの割り当て変更が行われない理由は、緑入力信号Ginの最大値Gmaxが1/n×最高画素値Sigmaxよりも大きいこと等である。
図9に示すように、nフレーム目において、サブフレームの割り当て変更が行われるため、信号伸張処理(上述したステップ80)が適用される。従って、視認される明るさ(指数)は、信号値×伸張係数“Sigmax/Siglargest”である。一方で、n+1フレーム目において、サブフレームの割り当て変更が行われないため、信号伸張処理(上述したステップ80)が適用されない。従って、視認される明るさ(指数)は、信号値×1である。
ここで、nフレーム目が背景映像のみによって構成されており、n+1フレーム目が背景映像及び物体映像によって構成されるケースについて考える。このようなケースでは、信号伸張処理の有無によって、n+1フレーム目の背景映像がnフレーム目の背景映像よりも暗くなる。
変更例1では、緑入力信号Ginの最大値Gmaxが1/n×最高画素値Sigmaxよりも大きくても、n+1フレーム目において、サブフレームの割り当て変更を維持して、信号伸張処理(上述したステップ80)が適用される。
ここで、緑入力信号Ginの最大値Gmaxが1/n×最高画素値Sigmaxよりも大きいため、緑入力信号Ginを緑出力信号Goutに変換する際に、緑入力信号Ginをn倍することができない。
従って、変更例1では、信号処理装置200は、光源10Gから出射される緑成分光Gの光量を増大する。すなわち、信号処理装置200は、サブフレームの割り当て変更に伴って、デフォルト割り当てで割り当てられるサブフレーム#2よりも短い期間のサブフレーム#1が割り当てられた緑成分光Gの光量を増大する。
ここで、デフォルト割り当てでは、緑成分光Gは、サブフレーム#2に割り当てられるため、緑成分光Gがサブフレーム#2よりも短いサブフレーム#1に割り当てられると、光源10Gに流す電流値を一時的に増大することが可能である。すなわち、光源10GのDuty比が下がるため、光源10Gに流す電流値を一時的に増大することが可能である。従って、光源10Gの破壊が回避される。
(作用及び効果)
変更例1では、信号処理装置200は、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てに応じて、光源10から出射される複数のサブフレームの光量を制御する。
変更例1では、信号処理装置200は、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てに応じて、光源10から出射される複数のサブフレームの光量を制御する。
これによって、サブフレームの割り当て変更に伴って、映像入力信号をn倍することができない場合であっても、光源10の破壊を回避しながら、特定の色成分光(ここでは、緑成分光G)の不足を抑制することができる。
なお、特定の色成分光は、デフォルト割り当てにおいて、他のサブフレームよりも長いサブフレームに割り当てられる色成分光である。
[変更例2]
以下において、第1実施形態の変更例2について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第1実施形態との相違点について主として説明する。
以下において、第1実施形態の変更例2について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第1実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、変更例2では、信号処理装置200は、複数色の映像信号の階調幅に基づいて、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを行う。詳細には、信号処理装置200は、階調幅が大きい色成分光を他のサブフレームよりも長いサブフレームに割り当てる。
(投写型映像表示装置の動作)
以下において、変更例2に係る投写型映像表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図10は、変更例2に係る投写型映像表示装置100(信号処理装置200)の動作を示すフロー図である。
以下において、変更例2に係る投写型映像表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図10は、変更例2に係る投写型映像表示装置100(信号処理装置200)の動作を示すフロー図である。
なお、図10では、図5と同様の処理について、図5と同様のステップ番号を付している。また、以下においては、図5と同様の処理の説明については省略する。
ここで、図10に示すフローでは、図5に示すフローと比べて、ステップ21の処理及びステップ22の処理が追加されていることに留意すべきである。
図10に示すように、ステップ21において、信号処理装置200は、赤入力信号Rinの最大値Rmaxが青入力信号Binの最大値Bmaxと同じであるか否かを判定する。信号処理装置200は、最大値Rmaxが最大値Bmaxと同じである場合には、ステップ22の処理に移る。一方で、信号処理装置200は、最大値Rmaxが最大値Bmaxと異なる場合には、ステップ30の処理に移る。
ステップ22において、信号処理装置200は、青入力信号Binの階調幅が赤入力信号Rinの階調幅よりも大きいか否かを判定する。すなわち、信号処理装置200は、最大値Bmaxと最小値Bminとの差分(Bmax−Bmin)が最大値Rmaxと最小値Rminとの差分(Rmax−Rmin)よりも大きいか否かを判定する。信号処理装置200は、青入力信号Binの階調幅が赤入力信号Rinの階調幅よりも大きい場合に、ステップ50の処理に移る。一方で、信号処理装置200は、青入力信号Binの階調幅が赤入力信号Rinの階調幅よりも大きくない場合に、ステップ40の処理に移る。
このように、変更例2では、信号処理装置200は、サブフレームの割り当てを変更する場合に、最大値Rmaxが最大値Bmaxと同じであれば、階調幅が大きい色成分光を他のサブフレームよりも長いサブフレームに割り当てる。
(作用及び効果)
変更例2では、信号処理装置200は、サブフレームの割り当てを変更する場合に、階調幅が大きい色成分光を他のサブフレームよりも長いサブフレームに割り当てる。従って、適切な色成分光を長いサブフレームに割り当て、長いサブフレームに割り当てられた色成分光の階調幅を高め、滑らかな映像を実現することができる。
変更例2では、信号処理装置200は、サブフレームの割り当てを変更する場合に、階調幅が大きい色成分光を他のサブフレームよりも長いサブフレームに割り当てる。従って、適切な色成分光を長いサブフレームに割り当て、長いサブフレームに割り当てられた色成分光の階調幅を高め、滑らかな映像を実現することができる。
[変更例3]
以下において、第1実施形態の変更例3について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第1実施形態との相違点について主として説明する。
以下において、第1実施形態の変更例3について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第1実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、変更例3では、信号処理装置200は、複数色の映像信号の階調幅に基づいて、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを行う。詳細には、信号処理装置200は、階調幅が大きい色成分光を他のサブフレームよりも長いサブフレームに割り当てる。
(投写型映像表示装置の動作)
以下において、変更例3に係る投写型映像表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図11は、変更例3に係る投写型映像表示装置100(信号処理装置200)の動作を示すフロー図である。
以下において、変更例3に係る投写型映像表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図11は、変更例3に係る投写型映像表示装置100(信号処理装置200)の動作を示すフロー図である。
なお、図11では、図5と同様の処理について、図5と同様のステップ番号を付している。また、以下においては、図5と同様の処理の説明については省略する。
ここで、図11に示すフローでは、図5に示すフローと比べて、ステップ30の処理に代えて、ステップ31の処理が追加されていることに留意すべきである。
図11に示すように、ステップ31において、信号処理装置200は、補正係数Crによって最大値Rmaxを補正した値(“Rmax×Cr”)が補正係数Cbによって最大値Bmaxを補正した値(“Bmax×Cb”)よりも大きいか否かを判定する。信号処理装置200は、“Rmax×Cr”が“Bmax×Cb”よりも大きい場合に、ステップ40の処理に移る。一方で、信号処理装置200は、“Rmax×Cr”が“Bmax×Cb”よりも大きくない場合に、ステップ50の処理に移る。
ここで、補正係数Crは、図12に示すように、赤入力信号Rinの階調幅、すなわち、最大値Rmaxと最小値Rminとの差分(Rmax−Rmin)に応じて定められる。詳細には、赤入力信号Rinの階調幅が大きいほど、補正係数Crが大きい。
同様に、補正係数Cbは、図13に示すように、青入力信号Binの階調幅、すなわち、最大値Bmaxと最小値Bminとの差分(Bmax−Bmin)に応じて定められる。詳細には、青入力信号Binの階調幅が大きいほど、補正係数Cbが大きい。
(作用及び効果)
変更例3では、信号処理装置200は、サブフレームの割り当てを変更する場合に、階調幅が大きい色成分光を他のサブフレームよりも長いサブフレームに割り当てる。従って、適切な色成分光を長いサブフレームに割り当て、長いサブフレームに割り当てられた色成分光の階調性を高め、滑らかな映像を実現することができる。
変更例3では、信号処理装置200は、サブフレームの割り当てを変更する場合に、階調幅が大きい色成分光を他のサブフレームよりも長いサブフレームに割り当てる。従って、適切な色成分光を長いサブフレームに割り当て、長いサブフレームに割り当てられた色成分光の階調性を高め、滑らかな映像を実現することができる。
[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
上述した実施形態では、1フレームが3つのサブフレームによって構成されており、赤成分光R、緑成分光G及び青成分光Bが3つのサブフレームに割り当てられるケースについて例示した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、赤成分光R、緑成分光G及び青成分光Bに加えて、白成分光、シアン成分光、マゼンタ成分光、黄成分光などを用いてもよい。なお、1フレームを構成するサブフレーム数は、色成分光の種類数に応じて定められる。
変更例3では、補正係数Crは、赤入力信号Rinの階調幅によって定められる。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。補正係数Crは、赤入力信号Rinのヒストグラム解析によって定められてもよい。補正係数Crは、赤入力信号Rinの分散値等によって定められてもよい。補正係数Cbについても同様であることは勿論である。
10…光源、20…ロッドインテグレータ、30…リレー光学素子、40…反射ミラー、50…プリズム、60…DMD、70…投写レンズユニット、100…投写型映像表示装置、200…信号処理装置、210…信号受付部、220…解析部、230…光源制御部、240…素子制御部、250…制御部
Claims (4)
- 複数色の色成分光を個別に出射するように構成された光源と、
1つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、前記複数色の色成分光のそれぞれを変調するように構成された光変調素子と、
前記光源から出射される前記複数色の色成分光の発光期間を制御するとともに、複数の映像信号に基づいて前記光変調素子を制御するように構成された制御部とを備え、
前記1つのフレーム内において、前記複数のサブフレームの順序及び期間が定められており、前記複数のサブフレームの期間が互いに異なっており、
前記制御部は、前記複数色の映像信号の明るさ成分に基づいて、前記複数のサブフレームに対する前記複数色の色成分光の割り当てを行うことを特徴とする投写型映像表示装置。 - 前記制御部は、前記複数のサブフレームに対する前記複数色の色成分光の割り当てに応じて、前記光源から出射される前記複数のサブフレームの光量を制御することを特徴とする請求項1に記載の投写型映像表示装置。
- 前記制御部は、前記複数色の映像信号の階調幅に基づいて、前記複数のサブフレームに対する前記複数色の色成分光の割り当てを行うことを特徴とする請求項1に記載の投写型映像表示装置。
- 複数色の色成分光を個別に出射するように構成された光源を制御するとともに、1つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、前記複数色の色成分光のそれぞれを変調するように構成された光変調素子を制御するように構成された制御部を備えた信号処理装置であって、
前記制御部は、前記光源から出射される前記複数色の色成分光の発光期間を制御するとともに、複数の映像信号に基づいて前記光変調素子を制御し、
前記1つのフレーム内において、前記複数のサブフレームの順序及び期間が定められており、前記複数のサブフレームの期間が互いに異なっており、
前記制御部は、前記複数色の映像信号の明るさ成分に基づいて、前記複数のサブフレームに対する前記複数色の色成分光の割り当てを行うことを特徴とする信号処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009230603A JP2011081028A (ja) | 2009-10-02 | 2009-10-02 | 投写型映像表示装置及び信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009230603A JP2011081028A (ja) | 2009-10-02 | 2009-10-02 | 投写型映像表示装置及び信号処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=44075177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2009230603A Withdrawn JP2011081028A (ja) | 2009-10-02 | 2009-10-02 | 投写型映像表示装置及び信号処理装置 |
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Country | Link |
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-
2009
- 2009-10-02 JP JP2009230603A patent/JP2011081028A/ja not_active Withdrawn
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