JP2011095402A - Projection display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源からの光を表示素子により変調して被投写面上に拡大投写する投写型表示装置に関し、特に、光源からの光をカラーホイールによって色分離し、分離した光を表示素子によって変調する投写型表示装置に用いて好適なものである。 The present invention relates to a projection display apparatus that modulates light from a light source by a display element and enlarges and projects the light on a projection surface, and in particular, color-separates light from the light source by a color wheel, It is suitable for use in a projection display device that modulates.
従来、被投写面(スクリーン等)上に画像を拡大投写する投写型表示装置(以下、「プロジェクタ」という)の1つのタイプとして、DMD(Digital Micro-mirror Device)等の表示素子を1つだけ用いる、いわゆる単板式のプロジェクタが知られている。 Conventionally, only one display element such as a DMD (Digital Micro-mirror Device) is used as one type of projection display device (hereinafter referred to as “projector”) that enlarges and projects an image on a projection surface (screen or the like). A so-called single-plate projector is known.
この種のプロジェクタでは、光源と表示素子との間にカラーホイールが配されている。カラーホイールは、たとえば、三原色(赤色、緑色、青色)の各光のみを透過するセグメント(透過領域)が回転方向に配された構成を有し、モータによって回転駆動される。光源からの光は、カラーホイールにより赤色、緑色、青色の各光に分離され、各光が時分割で表示素子に照射される。表示素子では、各光に応じた変調が行われ、変調された光が順次、被投写面に映し出される。このとき、各光の切り替えは高速で行われるため、ユーザの目には、被投写面上の各光による映像が合成されて1つの映像として映る。 In this type of projector, a color wheel is disposed between the light source and the display element. For example, the color wheel has a configuration in which segments (transmission regions) that transmit only light of three primary colors (red, green, and blue) are arranged in the rotation direction, and are driven to rotate by a motor. Light from the light source is separated into red, green, and blue light by a color wheel, and each light is irradiated onto the display element in a time-sharing manner. In the display element, modulation corresponding to each light is performed, and the modulated light is sequentially projected on the projection surface. At this time, since each light is switched at a high speed, the image of each light on the projection surface is synthesized and displayed as one image to the user's eyes.
かかるプロジェクタでは、投写される映像の輝度を高めるため、上記三原色の各セグメントの他に、光源からの白色光をそのまま透過するセグメント(白のセグメント)を加えたカラーホイールを用いることもできる(特許文献1参照)。 In such a projector, in order to increase the brightness of the projected image, a color wheel in which a segment (white segment) that transmits white light from the light source as it is in addition to the above three primary color segments can be used (patent) Reference 1).
しかしながら、上記のように白のセグメントを追加すると、これによるノイズが映像上で目立つようになる。その結果、映像がチカチカし、あるいは、映像上の暗い部分に白が点在する等の不具合が生じる。 However, when a white segment is added as described above, noise due to this becomes conspicuous on the video. As a result, there are problems such as flickering of the video, or white spots in dark portions on the video.
図9(a)は、赤、緑、青および白の4色のカラーホイールを用いた場合のxy色度と輝度との関係を示す図であり、図9(b)は、赤、緑および青の3色のカラーホイールを用いた場合のxy色度と輝度との関係を示す図である。 FIG. 9A is a diagram showing the relationship between the xy chromaticity and the luminance when the four color wheels of red, green, blue, and white are used, and FIG. It is a figure which shows the relationship between xy chromaticity at the time of using the color wheel of three colors of blue, and a brightness | luminance.
図示のとおり、4色のカラーホイールを用いる構成では、白成分の輝度が極端に高くなる。これは、光源からの白色光が白のセグメントを通ることによるものである。したがって、4色のカラーホイールを用いると、カラーホイールの回転に同期した周期で白の輝度が急激に高くなる。このことが、映像上で上記ノイズが目立つようになる原因と考えられる。 As shown in the drawing, in the configuration using the four color wheels, the luminance of the white component becomes extremely high. This is due to the white light from the light source passing through the white segment. Therefore, when a four-color wheel is used, the brightness of white increases rapidly at a period synchronized with the rotation of the color wheel. This is considered to be the cause of the noise becoming noticeable on the video.
このようなノイズは、特に、彩度が高い映像、即ち色の濃く鮮やかな映像で目立ちやすい。このため、白のセグメントを加えたカラーホイールを用いると、このような映像をきれいに映し出すことができない惧れがある。 Such noise is particularly noticeable in high-saturation images, that is, dark and vivid images. For this reason, if a color wheel with a white segment added is used, there is a possibility that such an image cannot be clearly displayed.
本発明は、かかる課題に鑑みでなされたものであり、白のセグメントを含むカラーホイールを用いた場合に、ノイズによる映像劣化を抑制することができる投写型表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a projection display device that can suppress image deterioration due to noise when a color wheel including a white segment is used. .
本発明の投写型表示装置は、光源からの白色光を時分割で複数の色の光に分離するカラーホイールと、前記カラーホイールにより分離された各色の光を変調する表示素子と、外部から入力された映像信号を処理して前記表示素子の各画素に所定の変調動作を行わせるための制御信号を生成する信号処理部と、前記信号処理部からの前記制御信号に従って前記表示素子を駆動する駆動部とを備える。ここで、前記カラーホイールは、前記光源からの白色光をそのまま透過するセグメントを含む。さらに、前記信号処理部は、入力された映像信号により生成される映像の彩度に基づいて、前記表示素子の各画素のうち白成分を表示する画素における輝度が低減するよう前記映像信号を処理して前記制御信号を生成する。 A projection display device according to the present invention includes a color wheel that separates white light from a light source into a plurality of colors in a time division manner, a display element that modulates the light of each color separated by the color wheel, and an external input. A signal processing unit that processes the processed video signal to generate a control signal for causing each pixel of the display element to perform a predetermined modulation operation, and drives the display element according to the control signal from the signal processing unit A drive unit. Here, the color wheel includes a segment that directly transmits white light from the light source. Furthermore, the signal processing unit processes the video signal based on the saturation of the video generated by the input video signal so that the luminance of the pixel displaying the white component among the pixels of the display element is reduced. Then, the control signal is generated.
より具体的には、前記信号処理部は、前記彩度が予め設定された閾値を超える場合に前記白成分を表示する画素に対するRGB信号を減衰させる。 More specifically, the signal processing unit attenuates an RGB signal for a pixel that displays the white component when the saturation exceeds a preset threshold value.
本発明の構成によれば、彩度の高い映像が投写される場合には、白成分を表示する画素における輝度が低減されるため、白色光をそのまま透過するセグメントにより生じるノイズを抑制することができる。よって、彩度の高い映像上に現れるノイズを抑制することができる。 According to the configuration of the present invention, when a highly saturated image is projected, the luminance in the pixel displaying the white component is reduced, so that it is possible to suppress noise caused by the segment that transmits white light as it is. it can. Therefore, noise appearing on an image with high saturation can be suppressed.
本発明の投写型表示装置において、前記信号処理部は、1フレーム単位で前記彩度を判定して、当該フレームにおける前記白成分を表示する画素に対するRGB信号を減衰させるよう構成され得る。 In the projection display device according to the aspect of the invention, the signal processing unit may be configured to determine the saturation in units of one frame and attenuate an RGB signal for a pixel displaying the white component in the frame.
この場合、たとえば、前記信号処理部は、前記画素毎に彩度を求め、全画素の彩度の平均または合計が予め設定された閾値を超える場合に、前記白成分を表示する画素に対するRGB信号を減衰させるような構成とされ得る。 In this case, for example, the signal processing unit obtains the saturation for each pixel, and when the average or the sum of the saturations of all the pixels exceeds a preset threshold, the RGB signal for the pixel displaying the white component It can be set as the structure which attenuates.
このような構成とすれば、1フレーム毎に映像信号の調整が行われるため、ノイズを良好に抑制することができる。 With such a configuration, since the video signal is adjusted for each frame, noise can be suppressed satisfactorily.
本発明の投写型表示装置において、前記信号処理部は、入力された映像信号により生成される映像の彩度に基づいて、前記表示素子の各画素のうち白成分を表示する画素における輝度が増加するよう前記映像信号を処理して前記制御信号を生成するような構成とされ得る。 In the projection display device according to the aspect of the invention, the signal processing unit may increase the luminance of the pixel that displays the white component among the pixels of the display element based on the saturation of the video generated by the input video signal. The video signal may be processed so as to generate the control signal.
より具体的には、前記信号処理部は、前記彩度が予め設定された閾値より低い場合に前記白成分を表示する画素に対するRGB信号を増幅させる。 More specifically, the signal processing unit amplifies the RGB signal for the pixel displaying the white component when the saturation is lower than a preset threshold value.
このような構成とすれば、彩度が低いためノイズが目立たない映像について、輝度を高めることができる。 With such a configuration, it is possible to increase the luminance of an image in which noise is not noticeable due to low saturation.
なお、請求項1ないし6において、「白成分」とは、白のみならず、白を含む無彩色、および、本発明の課題が生じ得るような無彩色近傍の色を示す概念である。以下の実施の形態においても同様である。 In the first to sixth aspects, the “white component” is a concept indicating not only white but also an achromatic color including white, and a color in the vicinity of an achromatic color that may cause the problem of the present invention. The same applies to the following embodiments.
以上のとおり本発明によれば、白のセグメントを含むカラーホイールを用いた場合に、ノイズによる映像劣化を抑制することができる投写型表示装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, when a color wheel including a white segment is used, it is possible to provide a projection display device that can suppress image deterioration due to noise.
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。 The effects and significance of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments. However, the following embodiment is merely an example when the present invention is implemented, and the present invention is not limited to what is described in the following embodiment.
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す図である。図1(a)は光学系の構成を示し、図1(b)はカラーホイールユニット30の構成を示す。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a projector according to the present embodiment. FIG. 1A shows the configuration of the optical system, and FIG. 1B shows the configuration of the
図1(a)に示すように、プロジェクタは、光源ランプ10と、UVフィルタ20と、カラーホイールユニット30と、ロッドインテグレータ40と、リレー光学系50と、TIR(Total Internal Reflection)プリズム60と、DMD70と、投写光学系80と、冷却装置90とを備えている。
As shown in FIG. 1A, the projector includes a
光源ランプ10は、発光管10aと、リフレクタ10bとを有する。発光管10aには、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ等が用いられる。リフレクタ10bは、楕円面状あるいは放物面状に形成されている。ランプ10aから発せられた白色光は、リフレクタ10bによって反射され、収束しつつ前方へ向かう。
The
光源ランプ10から出射された白色光は、UVフィルタ20およびカラーホイールユニット30を透過して、ロッドインテグレータ40の入射面に集光される。UVフィルタ20では紫外線が除去される。
White light emitted from the
カラーホイールユニット30は、カラーホイール31が光源ランプ10から出射された白色光の集光点付近に位置するように配されている。カラーホイールユニット30は、たとえば、図示しない保持部にはめ込み固定される等、ユーザ自身が交換できるように着脱容易に配されている。
The
カラーホイールユニット30は、カラーホイール31と、モータ32と、位置センサ33とを備えている。カラーホイール31は、図1(b)に示すように、リング形状を有し、赤、緑、青および白の各セグメント31R、31G、31B、31Wにより構成されている。
The
赤セグメント31Rは、赤色波長帯の光(以下、「R光」という)のみを透過する光学特性を有する。緑セグメント31Gは、緑色波長帯の光(以下、「G光」という)のみを透過する光学特性を有する。青セグメント31Bは、青色波長帯の光(以下、「B光」という)のみを透過する光学特性を有する。白セグメント31Wは、可視光をそのまま透過する光学特性を有する。即ち、白セグメント31Wは、透明な領域であり、白色光(以下「W光」という)がそのまま透過する。
The
カラーホイール31中央の開口部には、モータ32により回転される回転板32aが固定されている。これにより、モータ32が駆動されると、カラーホイール31が回転する。
A
位置センサ33は、カラーホイール31の回転状態の検出を行うためのものである。カラーホイール31には、マーカー31aが配されており、マーカー31aの回転軌道上の予め決められた位置に位置センサ33が配されている。カラーホイール31が1回転する度に、位置センサ33によってマーカー31aが検出され、検出信号(位置検出信号)が出力される。たとえば、位置センサ33は、発光素子および受光素子で構成され、マーカー31aは反射部材で構成される。この場合、発光素子から出てマーカー31aにより反射された光を受光素子で受光することにより、マーカー31aを検出することができる。
The
こうして、カラーホイール31が回転すると、各セグメント31R、31G、31B、31Wに光が順次入射され、各セグメント31R、31G、31B、31Wを透過したR光、G光、B光およびW光が、カラーホイール31から時分割で出射される。
Thus, when the
カラーホイール31を透過した光は、ロッドインテグレータ40に入射される。ロッドインテグレータ40は、略直角に屈曲した形状を有する。ロッドインテグレータ40に入射された光は、反射面40aで反射されて略垂直に向きを変え、ロッド内で照度が均一化されながら、出射面へと向かう。
The light transmitted through the
ロッドインテグレータ40から出射された光はリレー光学系50を構成する3つのリレーレンズ51、52、53とミラー54により導光されて、TIRプリズム60に入射される。そして、TIRプリズム60で反射されてDMD70に照射される。
The light emitted from the
DMD70には、時分割でR光、G光、B光およびW光が順次照射される。DMD70は、マトリクス状に配されたマイクロミラーを備え、入射されたR光、G光、B光およびW光に応じた駆動信号に基づいてマイクロミラーがオン・オフ駆動され、これら光を変調する。1つのマイクロミラーは、1つの画素を構成する。DMD70で変調された光は、TIRプリズム60を透過して投写光学系80に入射され、投写光学系80によってスクリーン上に投写される。
The
カラーホイールユニット30による光の切り替えは非常に高速で行われるため、スクリーン上に順次投写された光による映像が、ユーザの目には一つの映像として映る。
Since the switching of the light by the
運転時、カラーホイールユニット30は冷却装置90によって冷却される。冷却装置90は、冷却ファン91を備えており、冷却ファン91の駆動によって生起された冷却風が、カラーホイールユニット30の近傍に配された吹出口92からカラーホイールユニット30に吹きつけられる。
During operation, the
図2は、本実施の形態に係るプロジェクタの回路系の構成を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a circuit system of the projector according to the present embodiment.
入力切替回路101は、複数の入力端子部の中から接続する入力端子部を切り替える回路である。入力切替回路101によって接続された入力端子部から映像信号が入力される。入力された映像信号は、A/Dコンバータ102によってデジタル信号に変換され、走査変換回路103に入力される。
The
走査変換回路103は、予め設定された画面サイズ(たとえば、16:9の画面サイズ)と異なる画面サイズ(たとえば、4:3の画面サイズ)の映像信号が入力された場合に、入力された映像信号を、設定された画面サイズの映像信号となるように変換する。走査変換回路103から出力された映像信号は、映像信号処理回路104に入力される。
When a video signal having a screen size (for example, 4: 3 screen size) different from a preset screen size (for example, 16: 9 screen size) is input, the
映像信号処理回路104は、走査変換回路103から供給される映像信号に基づいて、各カラーホイールユニット30とDMD70を制御する。
The video
カラーホイールモータ駆動回路(以下、「モータ駆動回路」という)105は、映像信号処理回路104からの制御信号に基づいてカラーホイールユニット30を駆動する。モータ駆動回路105は、カラーホイールユニット30中のモータ32が、360度(1回転)を等分した所定の角度だけ回転する毎に、パルス信号(回転速度検出信号)を映像信号処理回路104に出力する。たとえば、モータ駆動回路105には、モータ32が一定の回転角度だけ回転したことを検出する回転センサが配されており、当該回転センサからの検出信号が回転速度信号として映像信号処理回路104に供給される。
A color wheel motor drive circuit (hereinafter referred to as “motor drive circuit”) 105 drives the
映像信号処理回路104は、モータ駆動回路105から供給される回転速度信号とカラーホイール30から供給される位置検出信号とに基づいて、モータ32に対するモータ制御信号(モータ32の印加電圧を制御するための信号)を生成し、生成したモータ制御信号をモータ駆動回路105へ出力する。モータ駆動回路105は、モータ制御信号に従ってモータ32を駆動する。ここで、回転制御の方法として、たとえばPWM制御が行われる。すなわち、運転時に設定されたモータ32の回転速度に応じてモータ32への印加電流量が調整され、これにより、モータ32の回転速度が所望の回転速度に保たれる。
The video
運転時、映像信号処理回路104は、カラーホイール31の回転が、走査変換回路103から供給される映像信号中の垂直同期信号に同期するよう、位置センサ33からの位置検出信号とモータ駆動回路105からの回転速度信号とに基づいて各モータ32を所定の回転速度にて駆動する。
During operation, the video
また、映像信号処理回路104は、DMD70の各画素(マイクロミラー)が、入力された映像信号に基づいて、DMD70に入射されるR光、G光、B光およびW光に応じた変調動作を行うためのDMD制御信号を生成し、DMD駆動回路106へ出力する。DMD駆動回路106は、DMD制御信号に従ってDMD70を駆動する。
In addition, the video
映像信号処理回路104は、走査変換回路103から供給される映像信号中の垂直同期信号に同期するよう、DMD70を駆動する。上記の如く、運転時には、カラーホイール31の回転と垂直同期信号とが同期しているため、DMD70は、垂直同期信号とともに各カラーホイール31の回転にも同期するよう駆動される。
The video
操作入力回路107は、各種操作ボタンからの入力を受け付けて、それに応じた入力信号をCPU108に出力する。
The
CPU108は、各種の入力に基づいて、冷却ファン駆動回路109、ランプ駆動回路110、LED駆動回路111に制御信号を出力する。冷却ファン駆動回路109は、CPU108からの制御信号に従って冷却装置90内の冷却ファン91を駆動する。ランプ駆動回路110は、CPU108からの制御信号に従って光源ランプ10を駆動する。LED駆動回路111は、CPU108からの制御信号に従って電源LED112を駆動する。
The
また、CPU108は、電源回路113の起動・停止を制御する。電源回路113が起動することにより、カラーホイールユニット30、DMD70、冷却ファン91、光源ランプ10、電源LED112等への電力供給が可能となる。
Further, the
図3は、カラーホイールユニット30とDMD70の駆動タイミングを示す図である。図3では、位置検出信号に重ねて、カラーホイール31からのR光、G光、B光およびW光の出射タイミングを示している。
FIG. 3 is a diagram illustrating driving timings of the
図3に示すように、カラーホイール31は、映像信号に基づく垂直同期信号に同期して回転する。たとえば、カラーホイール31は、垂直同期信号の1周期の間に2回転する。カラーホイール31が図1(b)に示すものである場合、カラーホイール31からは、一定間隔で、R光、G光、B光、W光が出射される。このとき、DMD70には、垂直同期信号およびカラーホイール31の回転に同期して、各色光に対応するDMD駆動信号がDMD駆動回路106から送出される。これによって、所定の光(たとえば、R光)がDMD70に照射されているタイミングにおいて、その光(たとえば、R光)に対応するDMD70の変調動作が行われる。
As shown in FIG. 3, the
こうして、DMD70によって変調されたR光、G光、B光およびW光による映像が、順次、投写光学系80によって投写され、スクリーン上には、カラー映像が映し出される。なお、スクリーンには、垂直同期信号の1周期の間に、1フレーム分の映像が2度繰り返して投写されることとなる。即ち、各色の光による映像の切り替わりがより短時間で行われることとなるので、合成された映像のちらつきが防止される。
In this way, the image by the R light, G light, B light and W light modulated by the
本実施の形態では、白のセグメントを有するカラーホイール31を用いることにより、映像全体の輝度を高めることができる。しかし、これに伴い、上述したようなノイズが発生する惧れがある。
In the present embodiment, the brightness of the entire video can be increased by using the
そこで、本実施の形態では、このようなノイズを抑制すべく、映像信号処理回路104において、入力された映像信号が1フレーム毎に解析され、1フレームにおける映像の彩度に基づいて、DMD70の各画素のうち白成分を表示する画素(以下、「白成分の画素」という)における輝度を低減するための信号処理が実行される。以下、具体的な処理動作について説明する。
Therefore, in the present embodiment, in order to suppress such noise, the video
図4は、映像信号処理回路104による信号処理のフローチャートである。また、図5は、図4の信号処理に用いられる閾値α、βについて説明するための図である。図5に示された円は、色空間の断面を示している。
FIG. 4 is a flowchart of signal processing by the video
まず、映像信号処理回路104は、入力されたRGB信号を用いて各画素の彩度を算出する(S1)。このとき、映像信号が色差信号として入力されれば、まず、色差信号をRGB信号に変換する。映像信号処理回路104は、各画素に対するR、G、Bの3つの信号の中から最大値と最小値を抽出し、次式より、当該画素の彩度を算出する。なお、ここでは、RGB信号を8ビット(0〜255)の信号としている。
彩度=(最大値−最小値)/最大値×255 …(1)
First, the video
Saturation = (maximum value−minimum value) / maximum value × 255 (1)
次に、映像信号処理回路104は、各画素の彩度を用いて、1フレーム全体の映像における平均彩度(全画素の彩度の合計値÷全画素数)を算出する(S2)。そして、平均彩度が閾値αを超えているか否かを判定する(S3)。
Next, the video
図5(a)に示すように、色空間では、円の中心から外周へ向かうほど、彩度が高くなり色が濃くなる。本実施の形態では、上記平均彩度が閾値αより大きい場合には、色が濃く鮮やかな映像であると判断し、平均彩度が閾値αより小さい場合には、色が薄く無彩色に近い映像であると判断する。 As shown in FIG. 5A, in the color space, the saturation increases and the color becomes darker from the center of the circle toward the outer periphery. In the present embodiment, when the average saturation is greater than the threshold value α, it is determined that the image is dark and vivid, and when the average saturation is less than the threshold value α, the color is light and close to an achromatic color. Judged as video.
映像信号処理回路104は、平均彩度が閾値α(図6の例では150に設定)を超えていると判定すると(S3:YES)、白成分の画素のRGB信号のゲインを減算する(S4)。
When the video
即ち、映像信号処理回路104は、各画素の彩度を閾値βと比較することにより、その画素が、白成分の画素であるか否かを判定する。図5(b)に示すように、色空間では、円の中心が白色となるため、白成分に相当する範囲の境界に閾値βが設定される。
That is, the video
映像信号処理回路104は、彩度が閾値β(図6の例では40に設定)より小さければ、その画素が白成分の画素であると判定する。そして、この判定により検出した全ての白成分の画素に対するRGB信号に1より小さな値の係数a(図6の例では0.7に設定)を乗算する。
If the saturation is smaller than the threshold β (set to 40 in the example of FIG. 6), the video
こうして、1フレーム中の全ての白成分の画素に対するRGB信号のゲインが低減される。これによって、1フレームの映像における白成分の画素における輝度が低下する。 In this way, the gain of the RGB signal for all white component pixels in one frame is reduced. As a result, the luminance of the white component pixel in the image of one frame is lowered.
映像信号処理回路104は、RGB信号の補正が完了すると、補正後のRGB信号に基づいて、R光、G光、B光およびW光に対応するDMD制御信号を生成し、DMD駆動回路へ出力する(S5)。
When the correction of the RGB signal is completed, the video
一方、映像信号処理回路104は、ステップS3で平均彩度が閾値α以下であると判定すると(S3:NO)、RGB信号の補正を行うことなく、各色光に対応するDMD制御信号を生成し、DMD駆動回路106へ出力する(S5)。
On the other hand, when the video
なお、閾値αの最適な値は、各セグメント31R、31G、31B、31Wの回転方向の角度(領域の広さ)やフィルタ特性により異なってくる。また、係数aの最適な値も、白セグメント31Wの角度によって異なってくる。白セグメント31Wの角度が大きくなるほど、図9(a)に示されている白成分の輝度が高くなる。このため、白セグメント31Wの角度が大きくなるほど、白成分の減衰量が多くなるよう係数aが小さくされる。実際には、閾値α、βおよび係数aは、実験等で実映像を確認しながらノイズが良好に抑制されるような値に調整される。
Note that the optimum value of the threshold value α varies depending on the rotation direction angle (area width) of each
また、上記のように平均彩度を求めて閾値αと比較するのではなく、全画素の彩度の合計値を求めて、求めた合計値を所定の閾値と比較するようにしてもよい。この場合、閾値αに全画素数を乗算した値が、合計値に対応する閾値となる。 Further, instead of obtaining the average saturation and comparing it with the threshold value α as described above, the total value of the saturations of all the pixels may be obtained and the obtained total value may be compared with a predetermined threshold value. In this case, a value obtained by multiplying the threshold α by the total number of pixels is a threshold corresponding to the total value.
図6は、図4の信号処理における処理内容を具体的に説明するための図である。 FIG. 6 is a diagram for specifically explaining the processing contents in the signal processing of FIG. 4.
図6には1フレームにおける一部の画素が示されている。図6(a)には、1画素毎に、当該画素が表示する色に応じたR、G、Bの各信号が表されている。まず、これらRGB信号を用いて、上記式(1)をもとに、各画素の彩度が算出される。図6(b)には、画素毎に算出された彩度が示されている。 FIG. 6 shows some pixels in one frame. FIG. 6A shows R, G, and B signals corresponding to colors displayed by the pixels for each pixel. First, using these RGB signals, the saturation of each pixel is calculated based on the above equation (1). FIG. 6B shows the saturation calculated for each pixel.
次に、全画素の彩度の平均値(平均彩度)が求められ、これが閾値α(たとえば、150)を超えていれば、1フレーム全体が平均的に色の濃い映像であると判断される。この場合、各画素の彩度が閾値β(たとえば、40)と比較されることにより、1フレームにおける白成分の画素が判別される。図6(c)には、白成分の画素が他の画素と異なる表示形態で示されている。 Next, an average value (average saturation) of saturations of all pixels is obtained, and if this exceeds a threshold value α (for example, 150), it is determined that the entire frame is an image having a dark color on average. The In this case, the white component pixel in one frame is determined by comparing the saturation of each pixel with a threshold value β (for example, 40). In FIG. 6C, the white component pixel is shown in a different display form from the other pixels.
次に、白成分の画素のRGB信号に係数α(たとえば、0.7)が乗算される。図6(d)には、白成分の画素のRGB信号が補正された状態が示されている。 Next, the RGB signal of the white component pixel is multiplied by a coefficient α (for example, 0.7). FIG. 6D shows a state where the RGB signal of the white component pixel is corrected.
なお、平均彩度が閾値α以下であり、1フレーム全体が平均的に色の薄い映像であると判断されれば、図6(e)に示すように、RGB信号の補正は行われない。 If it is determined that the average saturation is equal to or less than the threshold value α and the entire frame is an image with an average light color, the RGB signal is not corrected as shown in FIG.
このように、本実施の形態によれば、映像信号に基づいて映像の彩度を判定し、彩度の高い映像については、白成分の画素に対するRGB信号を減衰させるようにしている。よって、彩度の高い映像が投写される場合には、白成分の画素の輝度が低減されるので、セグメント31Wを光源ランプ10からの白色光が透過することにより生じるノイズを抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, the saturation of the video is determined based on the video signal, and the RGB signal for the white component pixel is attenuated for a video with high saturation. Therefore, when an image with high saturation is projected, the luminance of the white component pixel is reduced, so that it is possible to suppress noise caused by transmission of white light from the
また、本実施の形態によれば、1フレーム毎に映像の彩度が判定されて映像信号の調整が行われるため、ノイズを良好に抑制することができる。 Further, according to the present embodiment, since the saturation of the video is determined for each frame and the video signal is adjusted, noise can be suppressed satisfactorily.
<変更例1>
図7は、変更例1に係る映像信号処理回路104による信号処理のフローチャートである。
<
FIG. 7 is a flowchart of signal processing by the video
上記実施の形態では、平均彩度が閾値α以下であると判定した場合は、映像信号の補正が行われない。 In the above embodiment, when it is determined that the average saturation is equal to or less than the threshold value α, the video signal is not corrected.
しかしながら、図7(a)に示す処理のように、映像信号処理回路104が、平均彩度が閾値α以下であると判定した場合(S3:YES)、白成分の画素に対するRGB信号のゲインを加算する(S6)、という構成とすることもできる。この場合、全ての白成分の画素に対するRGB信号に、1より大きな値の係数b(たとえば、1.3)が乗算される。このとき、乗算後の値が上限値(255)を超える場合には、上限値となる。
However, when the video
このような構成とすれば、彩度が低いためノイズが目立たない映像について、輝度を高めることができる。 With such a configuration, it is possible to increase the luminance of an image in which noise is not noticeable due to low saturation.
なお、閾値αに近い彩度の映像において、白成分の画素に対するRGB信号のゲインを加算すると、ノイズが目立ちやすくなる可能性がある。 In addition, in an image having a saturation close to the threshold value α, noise may become conspicuous if the gains of the RGB signals for the white component pixels are added.
そこで、図7(b)に示す処理のように、映像信号処理回路104が、平均彩度が閾値γ(<閾値α)以下であると判定した場合に(S7:NO)、白成分の画素に対するRGB信号のゲインを加算し(S8)、平均彩度が閾値α以下且つ閾値γより大きければ(S7:YES)、RGB信号の補正を行わない、という構成とすることもできる。
Therefore, when the video
このようにすれば、白成分の画素に対するRGB信号のゲインを加算することにより映像にノイズが現れるのを防止することができる。 In this way, it is possible to prevent noise from appearing in the video by adding the gains of the RGB signals for the white component pixels.
<変更例2>
上記実施の形態では、平均彩度に基づいて、1フレーム全体の映像の彩度が判定されたが、他の方法を用いて1フレーム全体の映像の彩度を判定しても良い。
<
In the embodiment described above, the saturation of the video for the entire frame is determined based on the average saturation, but the saturation of the video for the entire frame may be determined using other methods.
図8(a)は、変更例2に係る映像信号処理回路104による信号処理のフローチャートである。本変更例では、図4のステップS2、S3がステップS11、S12に置き換えられている。その他のステップは、図4と同じである。
FIG. 8A is a flowchart of signal processing by the video
本変更例では、彩度が一定基準、すなわち、所定の閾値を超える画素の総面積が算出され(S11)、算出された総面積が所定の閾値Xを超える場合に(S12:YES)、白成分の画素に対するRGB信号のゲインが減算される(S4)。 In this modification, the total area of the pixels whose saturation exceeds a predetermined reference, that is, a predetermined threshold value is calculated (S11), and when the calculated total area exceeds the predetermined threshold value X (S12: YES), white The gains of the RGB signals for the component pixels are subtracted (S4).
また、彩度が一定基準を超える画素の総面積ではなく、当該画素の個数に基づいて、1フレーム全体の映像の彩度を判定してもよい。図8(b)は、この場合のフローチャートを示す図である。図8(b)では、彩度が一定基準、すなわち、所定の閾値を超える画素の総数がカウントされ(S21)、カウントされた当該画素の総数が所定の閾値Yを超える場合に(S22:YES)、白成分の画素に対するRGB信号のゲインが減算される(S4)。 Further, the saturation of the image of the entire frame may be determined based on the number of pixels instead of the total area of the pixels whose saturation exceeds a certain reference. FIG. 8B is a diagram showing a flowchart in this case. In FIG. 8B, the total number of pixels whose saturation exceeds a predetermined reference, that is, a predetermined threshold value is counted (S21), and when the total number of the counted pixels exceeds the predetermined threshold value Y (S22: YES) ) The RGB signal gains for the white component pixels are subtracted (S4).
さらに、図8(a)、(b)における処理を変更例1の構成に適用してもよい。この場合、図7(a)、(b)のステップS2、S3が、図8(a)のステップS11、S12または図8(b)のステップS21、S22に置き換えられる。 Furthermore, the processing in FIGS. 8A and 8B may be applied to the configuration of the first modification. In this case, steps S2 and S3 in FIGS. 7A and 7B are replaced with steps S11 and S12 in FIG. 8A or steps S21 and S22 in FIG. 8B.
<その他>
本発明の実施形態は、上記以外にさらに種々の変更が可能である。
<Others>
The embodiment of the present invention can be variously modified in addition to the above.
たとえば、上記実施の形態では、白成分の画素に対するRGB信号の減衰量(係数a)を一定としたが、減衰量を1フレーム全体の映像の彩度(上記実施の形態における“平均彩度”や、変更例2における“一定基準を超える画素の総面積や個数”)に応じて段階的にあるいは連続的に変えるようにしてもよい。この場合、1フレーム全体の映像の彩度が高くなるほど、減衰量は大きくされる。 For example, in the above embodiment, the attenuation amount (coefficient a) of the RGB signal with respect to the white component pixel is constant, but the attenuation amount is set to the saturation of the image of the entire frame (“average saturation” in the above embodiment). Alternatively, it may be changed stepwise or continuously according to “the total area and number of pixels exceeding a certain standard” in the second modification. In this case, the amount of attenuation is increased as the saturation of the image of the entire frame increases.
同様に、変更例1において、白成分の画素に対するRGB信号の増幅量(係数b)を彩度に応じて段階的あるいは連続的に変えるようにしてもよい。この場合、1フレーム全体の映像の彩度が低くなるほど、増幅量は大きくされる。 Similarly, in the first modification, the RGB signal amplification amount (coefficient b) for the white component pixels may be changed stepwise or continuously in accordance with the saturation. In this case, the amount of amplification is increased as the saturation of the image of the entire frame becomes lower.
また、本実施の形態では、赤、緑、青および白のセグメントを有するカラーホイール30が用いられている。しかしながら、これに限られず、たとえば、上記4色に、さらに、黄、シアン、マゼンダ等のセグメントが付加されたカラーホイールが用いられてもよい。要は、有彩色のセグメントだけでなく、白のセグメントが含まれたカラーホイールが用いられればよい。
In the present embodiment, a
さらに、上記実施の形態では、表示素子としてDMDが用いられているが、これに限らず、たとえば、反射型の液晶パネルが用いられてもよい。 Furthermore, although DMD is used as the display element in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and for example, a reflective liquid crystal panel may be used.
さらに、本発明は、1つのランプおよびカラーホイールを備えるプロジェクタ以外のプロジェクタにも適用することができる。たとえば、2つのカラーホイールユニットが、2つ光源ランプからの各光路中にそれぞれ配される構成のプロジェクタに適用することができる。また、2つのカラーホイールユニットが、光源ランプからの光路中に前後に並ぶように配される構成のプロジェクタに適用することもできる。 Furthermore, the present invention can be applied to a projector other than a projector having one lamp and a color wheel. For example, the present invention can be applied to a projector having a configuration in which two color wheel units are arranged in each optical path from two light source lamps. Also, the present invention can be applied to a projector having a configuration in which two color wheel units are arranged in the front-rear direction in the optical path from the light source lamp.
この他、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。 In addition, various modifications can be made as appropriate within the scope of the technical idea shown in the claims.
10 光源ランプ(光源)
30 カラーホイールユニット
31 カラーホイール
70 DMD(表示素子)
104 信号処理回路(信号処理部)
106 DMD駆動回路(駆動部)
10 Light source lamp (light source)
30
104 Signal processing circuit (signal processing unit)
106 DMD drive circuit (drive unit)
Claims (6)
光源からの白色光を時分割で複数の色の光に分離するカラーホイールと、
前記カラーホイールにより分離された各色の光を変調する表示素子と、
外部から入力された映像信号を処理して前記表示素子の各画素に所定の変調動作を行わせるための制御信号を生成する信号処理部と、
前記信号処理部からの前記制御信号に従って前記表示素子を駆動する駆動部と、を備え、
前記カラーホイールは、前記光源からの白色光をそのまま透過するセグメントを含み、
前記信号処理部は、入力された映像信号により生成される映像の彩度に基づいて、前記表示素子の各画素のうち白成分を表示する画素における輝度が低減するよう前記映像信号を処理して前記制御信号を生成する、
ことを特徴とする投写型表示装置。 In a projection display device,
A color wheel that separates white light from the light source into light of multiple colors in a time-sharing manner;
A display element for modulating light of each color separated by the color wheel;
A signal processing unit that processes a video signal input from the outside and generates a control signal for causing each pixel of the display element to perform a predetermined modulation operation;
A drive unit that drives the display element in accordance with the control signal from the signal processing unit,
The color wheel includes a segment that directly transmits white light from the light source,
The signal processing unit processes the video signal based on the saturation of the video generated by the input video signal so that the luminance of the pixel displaying the white component among the pixels of the display element is reduced. Generating the control signal;
A projection display device characterized by that.
前記信号処理部は、前記彩度が予め設定された閾値を超える場合に前記白成分を表示する画素に対するRGB信号を減衰させる、
ことを特徴とする投写型表示装置。 The projection display device according to claim 1,
The signal processing unit attenuates an RGB signal for a pixel displaying the white component when the saturation exceeds a preset threshold;
A projection display device characterized by that.
前記信号処理部は、1フレーム単位で前記彩度を判定して当該フレームにおける前記白成分を表示する画素に対するRGB信号を減衰させる、
ことを特徴とする投写型表示装置。 The projection display device according to claim 1 or 2,
The signal processing unit determines the saturation in units of one frame and attenuates RGB signals for pixels displaying the white component in the frame.
A projection display device characterized by that.
前記信号処理部は、前記画素毎に彩度を求め、全画素の彩度の平均または合計が予め設定された閾値を超える場合に前記白成分を表示する画素に対するRGB信号を減衰させる、
ことを特徴とする投写型表示装置。 The projection display device according to claim 3,
The signal processing unit obtains the saturation for each pixel, and attenuates the RGB signal for the pixel displaying the white component when the average or sum of the saturations of all the pixels exceeds a preset threshold value,
A projection display device characterized by that.
前記信号処理部は、入力された映像信号により生成される映像の彩度に基づいて、前記表示素子の各画素のうち白成分を表示する画素における輝度が増加するよう前記映像信号を処理して前記制御信号を生成する、
ことを特徴とする投写型表示装置。 The projection display device according to any one of claims 1 to 4,
The signal processing unit processes the video signal based on the saturation of the video generated by the input video signal so that the luminance of the pixel displaying the white component among the pixels of the display element is increased. Generating the control signal;
A projection display device characterized by that.
前記信号処理部は、前記彩度が予め設定された閾値より低い場合に前記白成分を表示する画素に対するRGB信号を増幅させる、
ことを特徴とする投写型表示装置。
The projection display device according to claim 5, wherein
The signal processing unit amplifies an RGB signal for a pixel displaying the white component when the saturation is lower than a preset threshold;
A projection display device characterized by that.
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