JP2014085463A - Projection type picture display device and multi-vison projection type display device - Google Patents
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Abstract
【課題】固体光源を光源駆動回路の下限電流で駆動した場合よりもさらに消費電力を抑制できる投射型表示装置およびマルチビジョン投射型表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】投射型映像表示装置100は、光源用LED41,43,45と、外部より入力される映像信号を光源用LED41,43,45が発光する複数の色成分ごとのサブフレームに分割するとともに、各サブフレームに同期した光源用LED41,43,45の発光タイミングを生成する信号処理手段9と、発光タイミングに従って光源用LED41,43,45を発光駆動する光源回路4とを備えている。信号処理部3は、通常運用時に映像信号の表示分解能をnビットとし、省電力運用時に映像信号の表示分解能をn−mビットに制限することにより、n−mビットに制限された映像信号の表示分解能に応じて光源用LED41,43,45の発光時間を減少させるように光源回路4を制御する。
【選択図】図1An object of the present invention is to provide a projection display device and a multi-vision projection display device that can further reduce power consumption as compared with a case where a solid state light source is driven by a lower limit current of a light source driving circuit.
A projection display apparatus 100 divides a light source LED 41, 43, 45 and a video signal input from the outside into sub-frames for each of a plurality of color components emitted by the light source LED 41, 43, 45. In addition, signal processing means 9 that generates the light emission timing of the light source LEDs 41, 43, and 45 synchronized with each subframe, and the light source circuit 4 that drives the light source LEDs 41, 43, and 45 to emit light according to the light emission timing are provided. The signal processing unit 3 sets the display resolution of the video signal to n bits during normal operation and limits the display resolution of the video signal to nm bits during power saving operation. The light source circuit 4 is controlled so as to reduce the light emission time of the light source LEDs 41, 43, 45 in accordance with the display resolution.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、発光ダイオード等の固体光源と、DMD(Digital-Micro mirror-Device)等の空間光変調器(Spatial-Light-Modulator)とを用いた投射型映像表示装置に関するものであって、特に消費電力の低減を目的とした固体光源の制御に関するものである。 The present invention relates to a projection-type image display apparatus using a solid-state light source such as a light emitting diode and a spatial light modulator (Spatial-Light-Modulator) such as DMD (Digital-Micro mirror-Device). The present invention relates to control of a solid-state light source for the purpose of reducing power consumption.
投射型映像表示装置では、光源としては放電ランプが広く使用されてきた。しかし、近年では、技術の進歩により、発光ダイオード(Light-Emitting-Diode:以下「LED」という)およびレーザーダイオードなどの固体光源の出力輝度が投射型映像表示装置の光源としての使用に耐えうるようになったことから、従来のランプ光源に代わり固体光源が使用されつつある。特にDMD(Digital-Micro mirror-Device)などの空間光変調器を用いた投射型映像表示装置では、R(赤)、G(緑)、B(青)各色の固体光源を用い、これら3色の固体光源を時分割にパルス点灯させ、空間光変調器へ与えている。 In projection-type image display devices, discharge lamps have been widely used as light sources. However, in recent years, due to technological advances, the output luminance of solid-state light sources such as light-emitting diodes (hereinafter referred to as “LEDs”) and laser diodes can withstand use as light sources for projection display devices. Therefore, solid-state light sources are being used in place of conventional lamp light sources. In particular, a projection-type image display device using a spatial light modulator such as a DMD (Digital-Micro mirror-Device) uses R (red), G (green), and B (blue) solid light sources, and these three colors. The solid-state light source is pulsed in a time-sharing manner and supplied to the spatial light modulator.
上記表示装置では、1フレーム分の入力映像信号は複数のサブフレームに分割され、各サブフレームにおいてR、G、Bの各色成分のデジタルデータが空間光変調器へ与えられる。各サブフレームのR、G、Bの各色の表示期間に対しては、各色の固体光源の発光期間が同期している。すなわち、入力映像信号の1フレーム内の各サブフレームにおいて、映像信号をR,G,Bの各色の成分に分解した映像がそれぞれの色でスクリーン等に投写されるので、人間の目には1フレームの期間に映像信号の同一フレームのR,G,Bの各色別の映像が視認され、これらの残存現象によってカラー映像として認識される。 In the display device, an input video signal for one frame is divided into a plurality of subframes, and digital data of R, G, and B color components is applied to the spatial light modulator in each subframe. The light emission periods of the solid light sources of the respective colors are synchronized with the display periods of the respective colors of R, G, and B in each subframe. That is, in each sub-frame in one frame of the input video signal, an image obtained by separating the video signal into R, G, and B color components is projected on the screen or the like in each color, so that it is 1 for human eyes. During the frame period, images of each color of R, G, B in the same frame of the image signal are visually recognized and recognized as a color image by these residual phenomena.
しかしながら、固体光源を投射型映像表示装置の光源として使用した場合、従来のランプ光源と同等の出力輝度を得るためには、その消費電力は放電ランプのそれと同等、或いはそれ以上となってきている。一方、昨今、電力供給上の問題や環境保護の観点から、消費電力の削減が求められている。 However, when a solid-state light source is used as a light source for a projection-type image display device, in order to obtain an output luminance equivalent to that of a conventional lamp light source, its power consumption is equal to or higher than that of a discharge lamp. . On the other hand, recently, reduction of power consumption is demanded from the viewpoint of power supply and environmental protection.
複数の投射型映像表示装置の画面を配列してなるマルチビジョン投射型表示装置においては、主として道路、交通、プラント等の監視ルームに使用される事例が多く、24時間運転にて使用される場合が多い一方で、重大事案がない場合は、その表示内容はそれほど注目されない。このため、消費電力を削減する方法として投射型映像表示装置の光源の電源をOFFする方法が提案されているが、この方法では、重大事案があった時に映像が表示されておらず、重大事案に気付かない恐れがある。 In the multi-vision projection type display device in which the screens of a plurality of projection type video display devices are arranged, there are many cases that are mainly used in monitoring rooms such as roads, traffic, plants, etc. On the other hand, when there is no serious case, the display content is not so noticeable. For this reason, a method of turning off the light source of the projection display apparatus has been proposed as a method for reducing power consumption. However, in this method, no video is displayed when there is a serious incident. You may not notice.
LEDなどの固体光源を用いた投射型映像表示装置では、重大事案がない場合は、映像を表示したまま消費電力を削減する方法として、固体光源に流す電流値を小さくすることで、画面の輝度が低くなるものの表示を続けるという方法がある。つまり、パルス発光する固体光源に流す駆動電流値を低く設定することにより、消費電力を抑えることができる。 In a projection-type image display device using a solid-state light source such as an LED, if there is no serious incident, the brightness of the screen can be reduced by reducing the current value flowing to the solid-state light source as a method of reducing power consumption while displaying the image. There is a method of continuing to display what becomes low. That is, the power consumption can be suppressed by setting the drive current value flowing to the solid-state light source that emits pulse light to a low value.
通常運転時は画面の輝度がより高いことが求められる一方、省電力運転時は、できるだけ消費電力を抑えることが求められる。上記の方法においては、画面の輝度を高くする場合は、固体光源に駆動電流値は高く、画面の輝度を低くして消費電力を抑える場合は、固体光源に流す駆動電流値は低くする必要があるが、高い駆動電流値と低い駆動電流値とを同じ光源駆動回路にて、駆動するためには、駆動電流値の範囲に限界があった。 While the screen brightness is required to be higher during normal operation, it is required to suppress power consumption as much as possible during power saving operation. In the above method, when the screen brightness is increased, the drive current value for the solid light source is high, and when the screen brightness is decreased to reduce power consumption, the drive current value passed through the solid light source must be decreased. However, in order to drive a high drive current value and a low drive current value with the same light source drive circuit, the range of the drive current value is limited.
例えば、一般的に用いられるLED駆動回路の方式として、同期整流方式があるが、高い駆動電流値に最適化されたLED駆動回路にて、LEDを低い駆動電流で駆動した場合、駆動電流に発生するリップル電流により、LEDの点灯輝度が安定せず、その結果、映像の表示画質に影響を及ぼすため、駆動電流には下限がある。逆に、低い駆動電流値に最適化されたLED駆動回路にて、LEDを高い電流駆動で駆動した場合、回路による損失が大きくなり、熱が発生するため、許容できる駆動電流値には上限がある。 For example, there is a synchronous rectification method as a commonly used LED drive circuit method, but when an LED is driven with a low drive current in an LED drive circuit optimized for a high drive current value, it occurs in the drive current. Due to the ripple current, the lighting brightness of the LED is not stabilized, and as a result, the display image quality of the video is affected. Therefore, the drive current has a lower limit. Conversely, when an LED is driven with a high current drive in an LED drive circuit optimized for a low drive current value, the loss due to the circuit increases and heat is generated, so there is an upper limit for the allowable drive current value. is there.
そこで、本発明は、固体光源を光源駆動回路の下限電流で駆動した場合よりもさらに消費電力を抑制できる投射型表示装置およびマルチビジョン投射型表示装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a projection display device and a multi-vision projection display device that can further reduce power consumption than when a solid-state light source is driven with a lower limit current of a light source driving circuit.
本発明に係る投射型映像表示装置は、異なる色の光を発光する複数の固体光源と、外部より入力される映像信号を前記複数の固体光源が発光する複数の色成分ごとのサブフレームに分割するとともに、各前記サブフレームに同期した前記複数の固体光源の発光タイミングを生成する信号処理手段と、前記信号処理手段により生成された前記複数の固体光源の発光タイミングに従って前記複数の固体光源を発光駆動する光源駆動手段とを備え、前記信号処理手段は、通常運用時に前記映像信号の表示分解能をnビット(nは2以上の整数)とし、省電力運用時に前記映像信号の表示分解能をn−mビット(mは1以上の整数)に制限することにより、n−mビットに制限された前記映像信号の表示分解能に応じて前記複数の固体光源の発光時間を減少させるように前記光源駆動手段を制御するものである。 A projection display apparatus according to the present invention divides a plurality of solid-state light sources that emit light of different colors and a video signal input from the outside into sub-frames for a plurality of color components that are emitted from the plurality of solid-state light sources. In addition, signal processing means for generating light emission timings of the plurality of solid light sources synchronized with each subframe, and light emission of the plurality of solid light sources according to light emission timings of the plurality of solid light sources generated by the signal processing means Light source driving means for driving, wherein the signal processing means sets the display resolution of the video signal to n bits (n is an integer of 2 or more) during normal operation, and sets the display resolution of the video signal to n− during power saving operation. By limiting to m bits (m is an integer greater than or equal to 1), the light emission times of the plurality of solid state light sources according to the display resolution of the video signal limited to nm bits And it controls the light source driving means so as to reduce.
また、本発明に係るマルチビジョン投射型表示装置は、投射型映像表示装置を複数組み合わせて構成されたマルチビジョン投射型表示装置であって、各前記信号処理手段は、前記複数の固体光源の発光時間をそれぞれ同じ割合で減少させるように各前記光源駆動手段を制御するものである。 The multi-vision projection display device according to the present invention is a multi-vision projection display device configured by combining a plurality of projection-type image display devices, wherein each of the signal processing means emits light from the plurality of solid-state light sources. Each of the light source driving means is controlled so as to decrease the time at the same rate.
本発明の投射型映像表示装置によれば、複数の固体光源と、信号処理手段と、光源駆動手段とを備え、信号処理手段は、通常運用時に映像信号の表示分解能をnビットとし、省電力運用時に映像信号の表示分解能をn−mビットに制限することにより、n−mビットに制限された映像信号の表示分解能に応じて複数の固体光源の発光時間を減少させるように光源駆動手段を制御する。 According to the projection type video display apparatus of the present invention, the projection type video display device includes a plurality of solid state light sources, a signal processing unit, and a light source driving unit. By limiting the display resolution of the video signal to nm bits during operation, the light source driving means is configured to reduce the light emission times of the plurality of solid state light sources according to the display resolution of the video signal limited to nm bits. Control.
したがって、省電力モード時に固体光源の駆動電流値を下限まで下げることによって、消費電力を抑制することができ、さらに固体光源の発光時間を減少させることによって、消費電力を一層抑制することができる。 Therefore, the power consumption can be suppressed by lowering the driving current value of the solid light source to the lower limit in the power saving mode, and the power consumption can be further suppressed by reducing the light emission time of the solid light source.
また、本発明のマルチビジョン投射型表示装置によれば、各信号処理手段は、複数の固体光源の発光時間をそれぞれ同じ割合で減少させるように各光源駆動手段を制御するため、固体光源の点灯時間と輝度の関係は線形となり、省電力運用時にマルチビジョン投射型表示装置における複数画面間の輝度・色度の均一性を損なうことなく、消費電力を抑制することができる。 Further, according to the multivision projection display device of the present invention, each signal processing means controls each light source driving means so as to reduce the light emission times of the plurality of solid light sources at the same rate. The relationship between time and luminance is linear, and power consumption can be suppressed without impairing uniformity of luminance and chromaticity among a plurality of screens in a multivision projection display device during power saving operation.
<実施の形態1>
本発明の実施の形態1について、図面を用いて以下に説明する。図1は、本発明に係る実施の形態1の投射型映像表示装置100の概略構成図である。投射型映像表示装置100は、映像信号入力部1と、信号処理手段9と、光源回路4と、光合成部5と、空間光変調器6と、投射レンズ7と、スクリーン8とを備えている。信号処理手段9は、誤差拡散回路2と、信号処理部3とを備えている。光源回路4は、例えばLEDを光源としており、光源回路4の光出力はダイクロイックミラーで構成される光合成部5を経て、空間光変調器6へ入射される。
<Embodiment 1>
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
一方、映像信号は外部から映像信号入力部1に入力され、誤差拡散回路2を経て、信号処理部3に入力される。信号処理部3は、映像信号のフレームを、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色の成分のパルス幅変調デジタル表示データのサブフレームに変換(分割)し、空間光変調器6へ出力する。さらに、信号処理部3は、各サブフレームに同期したR,G,Bの各色のLEDを発光させるための光源点灯タイミング信号を生成し、光源回路4へ出力する。
On the other hand, the video signal is input to the video signal input unit 1 from the outside, and is input to the signal processing unit 3 through the
空間光変調器6は、例えばDMD(Digital-Micro mirror-Device)で構成され、信号処理部3より入力されたR,G,Bの各色の成分のパルス幅変調デジタル表示データに基づいて、光源回路4からの3色の出射光を強度変調することにより、投射レンズ7を介してスクリーン8へ投射することで、映像がスクリーン8に表示される。
The
ここで、空間光変調器6がDMDで構成される場合、可動マイクロミラーの反応速度から、表示分解能がnビット(nビットは2以上の整数)程度に制限されている。このため、低輝度側で人間の視覚感度が上回ってしまい、1階調の差を認識できる。いわゆる偽輪郭が知覚されやすくなるが、偽輪郭の問題を解決するために、nビットの映像信号をガンマ変換にてnビット以上に上げた映像信号が映像信号入力部1に入力される。しかし、空間光変調器6はnビット程度に制限されていることから、nビット以上の映像信号をnビット程度に変換しなければならない。このような場合、誤差拡散法により量子化を行い、擬似的にnビット以上の階調を表現できる誤差拡散法が有効である。なお、誤差拡散法は公知である(例えば特許文献1,2)。
Here, when the
すなわち、誤差拡散回路2は、通常運用時においては映像信号入力部1から入力されたnビット以上の映像信号の表示分解能をnビットとし、映像信号を信号処理部3へ出力する。一方、省電力運用時においては、信号処理部3は、映像信号の表示分解能を制限し、誤差拡散回路2は、通常運用時の動作に加えて、信号処理部3で制限された映像信号の表示分解能を補正する。省電力運用時での誤差拡散回路2および信号処理部3の動作の詳細については、後述することとする。
That is, the
ここで、空間光変調器6においてパルス幅強度変調する際の最小ビットのパルス幅は、空間光変調器6の反応速度で決定される。パルス幅強度変調にて、階調表現する場合、nビット(nは2以上の整数)はn−1ビットの2倍の期間が必要であるため、最小ビットのパルス幅時間をaとすると、表示分解能nビットを表現するサブフレーム期間は、下記の式(1)のように表すことができる。
Here, the pulse width of the minimum bit when performing the pulse width intensity modulation in the spatial
上記のように、階調表現の表示分解能はサブフレームの期間で決定される。したがって、できるだけ多くの階調を表現するため、通常は、映像信号のフレーム期間において、できるだけ多くのサブフレームが使用されている。図3は、光源点灯タイミング信号と空間光変調器6でのデータ処理のタイミングチャートを示す図であり、映像信号を表示分解能8ビットの階調表現で表示する場合のRサブフレームのビットパルス幅を示している。なお、図3では図示を省略するが、GサブフレームとBサブフレームについても、Rサブフレームと同様のビットパルス幅である。
As described above, the display resolution of the gradation expression is determined in the subframe period. Therefore, in order to express as many gradations as possible, normally, as many subframes as possible are used in the frame period of the video signal. FIG. 3 is a diagram showing a timing chart of the light source lighting timing signal and the data processing in the spatial
次に、図2を用いて光源回路4の詳細について説明する。図2は、光源回路4の概略構成図である。光源回路4は、赤色(R)光を発するR光源用LED41と、R光源用駆動回路40と、緑色(G)光を発するG光源用LED43と、G光源用駆動回路42と、青色(B)光を発するB光源用LED45と、B光源用駆動回路44とを備えている。R光源用LED41は、R光源用駆動回路40からパルス駆動で駆動電流値が制御され、信号処理部3からの光源点灯タイミングに従って点灯動作する。
Next, details of the light source circuit 4 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the light source circuit 4. The light source circuit 4 includes an R light source LED 41 that emits red (R) light, an R light
これと同様に、G光源用LED43はG光源用駆動回路42からパルス駆動で駆動電流値が制御され、信号処理部3からの光源点灯タイミングに従って点灯動作し、B光源用LED45はB光源用駆動回路44からパルス駆動で駆動電流値が制御され、信号処理部3からの光源点灯タイミングに従って点灯動作する。なお、R,G,B光源用LED41,43,45が固体光源に相当し、R,G,B光源用駆動回路40,42,44が光源駆動手段に相当する。
Similarly, the G
次に、図4と図5を用いて、省電力運用時におけるR,G,B光源用LED41,43,45の点灯タイミングについて説明する。図4は、R光源点灯タイミング信号とR光源用LED41に流れる駆動電流波形を示す図であり、図5は、階調表現を表示分解能7ビットとした場合の光源点灯タイミング信号と空間光変調器6でのデータ処理のタイミングおよびRサブフレームのビットパルスを示す図である。
Next, the lighting timing of the R, G, B
R光源用駆動回路40は、信号処理部3から入力されたR光源点灯タイミングに合わせて、同期整流方式にて降圧された電源からR光源用LED41に電流を供給する。図4に示すように、R光源用LED41には、常にリップル電流が流れる。リップル電流幅は回路によって一意的に決まり、同一駆動回路にて高い電流値から低い電流値まで駆動すると、低い電流値では駆動電流値に対してリップル電流値が占める割合が大きくなる。
The R light
R光源用LED41に流れる電流変化は、R光源用LED41の点灯輝度変化となるため、駆動電流値に対してリップル電流値が占める割合が小さい場合は表示される映像にほとんど影響ないが、割合が大きくなると、R光源用LED41の点灯むらとなり、その結果、各ビットに対応する輝度に差が生じ、投射される映像の階調不良を引き起こす。駆動電流値が高い場合は、駆動電流値に対し、リップル電流値は十分低く映像には影響しないが、駆動電流値が低い場合には、映像の階調不良を引き起こすこととなる。なお、G光源用LED43、B光源用LED45についても、R光源用LED41と同様の問題が生じる。
The change in the current flowing through the R
R,G,B光源用駆動回路40,42,44の駆動電流値を下げることにより、R,G,B光源用LED41,43,45の消費電力を下げることができるが、上記のように映像の階調不良を引き起こすため、駆動電流値を下げて、消費電力を下げることには限界がある。
By reducing the drive current values of the R, G, B light
そこで、信号処理部3は、外部から入力された映像信号のフレームを、R,G,Bの各色の成分のパルス幅変調デジタル表示データのサブフレームに変換する際、各サブフレームの期間を短くし、各サブフレームに同期したR,G,Bの各色の光源用LED41,43,45を発光させるための光源点灯タイミング信号を生成する。光源点灯タイミング信号が光源回路4へ入力され、R,G,B光源用駆動回路40,42,44がR,G,B光源用LED41,43,45の点灯時間(発光時間)を減少させることで、消費電力を下げることができる。
Therefore, the signal processing unit 3 shortens the period of each subframe when converting the frame of the video signal input from the outside into the subframe of the pulse width modulation digital display data of the R, G, and B color components. Then, a light source lighting timing signal for causing the
表示分解能nビットを表現するサブフレーム期間は、式(1)のように表され、最小ビットのパルス幅の2n−1倍であることから、例えば、表示分解能をnビット(nは2以上の整数)表現からn−1ビット(より一般的にはn−m、mは1以上の整数)表現に変換することにより、サブフレーム期間を約1/2とすることができる。その結果、R,G,B光源用LED41,43,45で消費される電力を約50%削減できる。
The sub-frame period expressing the display resolution n bits is expressed as shown in Equation (1), and is 2 n −1 times the pulse width of the minimum bit. For example, the display resolution is n bits (n is 2 or more). The subframe period can be reduced to approximately ½ by converting from an n) representation to an n−1 bit representation (more generally, nm, where m is an integer greater than or equal to 1). As a result, the power consumed by the R, G, B
より具体的には、表示分解能を図3に示す8ビット表現から、図5に示す7ビット表現に変換することにより、Rのパルス幅変調デジタル表示データのサブフレーム(Rサブフレーム)期間が約1/2になるため、R光源用LED41の消費電力が約50%削減可能となる。 More specifically, by converting the display resolution from the 8-bit representation shown in FIG. 3 to the 7-bit representation shown in FIG. 5, the sub-frame (R sub-frame) period of R pulse width modulation digital display data is reduced to about Therefore, the power consumption of the R light source LED 41 can be reduced by about 50%.
このため、信号処理部3は、通常運用時においては映像信号の表示分解能をnビットとし、nビットのR,G,Bの各色の成分のパルス幅変調デジタル表示データのサブフレームを空間光変調器6へ出力する。一方、信号処理部3は、省電力運用時においては映像信号の表示分解能をn−1ビットに制限し、n−1ビットのR,G,Bの各色の成分のパルス幅変調デジタル表示データのサブフレームを空間光変調器6へ出力するとともに、各サブフレームに同期した光源点灯タイミングを生成し、光源回路4に出力する。これにより、信号処理部3は、省電力運用時においては、n−1ビットに制限された映像信号の表示分解能に応じてR,G,B光源用LED41,43,45の点灯時間を減少させるように、R,G,B光源用駆動回路40,42,44を制御する。
For this reason, the signal processing unit 3 sets the display resolution of the video signal to n bits during normal operation, and spatially modulates the sub-frames of the n-bit R, G, B color component pulse width modulation digital display data. To the
ここで、映像信号の表示分解能がnビットであり、映像信号入力部1にて映像信号のDレンジを減少させ表示分解能がn−1ビット表現の映像信号に変換した場合、例えば、表示分解能が8ビット表現の映像信号を7ビット表現の映像信号に変換すると、低輝度側で人間の視覚感度が上回ることになり、いわゆる偽輪郭等の画質劣化が知覚されやすくなる。 Here, when the display resolution of the video signal is n bits, and the video signal input unit 1 reduces the D range of the video signal and converts the display resolution to a video signal of n−1 bit representation, for example, the display resolution is When an 8-bit video signal is converted to a 7-bit video signal, the human visual sensitivity is increased on the low luminance side, and image quality degradation such as a so-called false contour is easily perceived.
このため、実施の形態1に係る投射型映像表示装置100では、映像信号のDレンジを減少させることなく、誤差拡散回路2は誤差拡散法を用いて、映像信号の表示分解能を補正する。より具体的には、誤差拡散回路2は、省電力運用時に信号処理部3によりn−1ビットに制限された映像信号の表示分解能を、誤差拡散法を用いて補正し、補正後の映像信号のサブフレームについて信号処理部3を経て空間光変調器6へ出力する。
Therefore, in the
誤差拡散回路2による補正によって、空間光変調器6は、nビットからn−1ビットに制限された映像信号の表示分解能を擬似的にnビット以上の階調で表現することができる。これにより、表示分解能をn−1ビット表現に制限した際に発生する画質劣化を最小限に軽減することができる。なお、上記のように誤差拡散法は公知であり、誤差拡散回路2は、このような公知の方法を用いて、n−1ビットに制限された映像信号の表示分解能を補正する。
By the correction by the
誤差拡散回路2による補正を行うことで、信号処理部3は、通常運用時においては、nビット以上の映像信号の表示分解能をnビットとし、省電力モード時においては、映像信号の表示分解能をn−1ビットに制限するように切り替えることにより、表示分解能の低下による画質劣化を最小限に軽減することができる。
By performing correction by the
以上のように、本実施の形態1に係る投射型映像表示装置100では、R,G,B光源用LED41,43,45と、信号処理手段9と、R,G,B光源用駆動回路40,42,44とを備え、信号処理部3は、通常運用時に映像信号の表示分解能をnビットとし、省電力運用時に映像信号の表示分解能をn−mビットに制限することにより、n−mビットに制限された映像信号の表示分解能に応じてR,G,B光源用LED41,43,45の点灯時間を減少させるようにR,G,B光源用駆動回路40,42,44を制御する。
As described above, in the
したがって、省電力モード時は、R,G,B光源用LED41,43,45の駆動電流値を下限まで下げることによって、消費電力を抑制することができ、さらにR,G,B光源用LED41,43,45の点灯時間を減少させることによって、消費電力を一層抑制することができる。すなわち、エネルギー消費量の削減を実現できる。
Accordingly, in the power saving mode, the power consumption can be suppressed by lowering the drive current value of the R, G, B
信号処理手段9は、省電力運用時において、n−mビットに制限された映像信号の表示分解能を誤差拡散法によって補正する誤差拡散回路2を備えたため、映像の階調表現分解能が減少し、人間の視覚感度が上回り偽輪郭が知覚されることを防止しつつ、消費電力を抑制できる。
Since the signal processing means 9 includes the
なお、投射型映像表示装置100の固体光源としてLEDを採用したが、レーザーダイオード等のパルス発光することのできる光源を採用してもよく、この場合にも上記の方法にて消費電力を抑制できる。
In addition, although LED was employ | adopted as a solid light source of the projection type
また、信号処理部3は、同一色のすべてのビットパルスが連続するサブフレームを形成しているが、複数の色成分ごとのサブフレームを各階調ビットごとに分割し、間隔をあけて配置することで複数のサブフレームを形成してもよい。 The signal processing unit 3 forms a subframe in which all the bit pulses of the same color are continuous, but divides the subframe for each of a plurality of color components into each gradation bit, and arranges them at intervals. Thus, a plurality of subframes may be formed.
さらに、複数の色成分ごとのサブフレームを特定の階調ビットを基準とした単位に分割し、間隔をあけて配置することで複数のサブフレームを形成してもよい。すなわち、図6に示すように、各ビットパルスのうち、ビットのパルス幅が空間光変調器6の反応速度に比べ十分あるビットについては、そのビットパルスを特定の階調ビットを基準とした単位に分割してサブフレームとして配置してもよい。
Further, a plurality of subframes may be formed by dividing a subframe for each of a plurality of color components into units based on a specific gradation bit and arranging them at intervals. That is, as shown in FIG. 6, among the bit pulses, for a bit whose bit width is sufficient as compared with the reaction speed of the spatial
図6は、表示分解能7ビットの階調表現とし、各色のサブフレームを6ビットを基準とした単位に分割して配置した場合の光源点灯タイミング信号と空間光変調器6でのデータ処理のタイミングおよびRサブフレームのビットパルスを示す図である。図6では、Rサブフレームのみ図示しているが、GサブフレームとBサブフレームについても、Rサブフレームと同様である。
FIG. 6 shows a gradation expression with a display resolution of 7 bits, and the timing of data processing in the light source lighting timing signal and the spatial
時分割で各色成分のデジタルデータを空間光変調器6にて制御し、カラー映像を合成する際、各色の繰り返しが十分高速でない場合、カラーブレークアップと呼ばれる現象が起きる。ここで、カラーブレークアップとは、視聴者が視点を急速に移動させた場合に虹のような映像が瞬間的に見える現象のことである。
When digital data of each color component is controlled by the spatial
信号処理手段9(より具体的には、信号処理部3)は、複数の色成分ごとのサブフレームを各階調ビットごとにまたは特定の階調ビットを基準とした単位に分割して複数のサブフレームを生成する、すなわち、信号処理部3は、各ビットパルスごとに間隔をあけて配置してサブフレームを形成したり、ビットパルスを特定の階調ビットを基準とした単位に分割して間隔をあけて配置してサブフレームを形成したりするなどの処理を行うため、各色の点灯の繰り返しを高速にすることができ、カラーブレークアップ現象を低減・防止する効果がある。 The signal processing means 9 (more specifically, the signal processing unit 3) divides a subframe for each of a plurality of color components into a plurality of subframes by dividing each subframe for each gradation bit or a unit based on a specific gradation bit. A frame is generated, that is, the signal processing unit 3 arranges the bit pulses at intervals to form subframes, or divides the bit pulses into units based on specific gradation bits. Since a process such as forming a sub-frame with a gap is performed, repetition of lighting of each color can be performed at high speed, and there is an effect of reducing / preventing the color breakup phenomenon.
<実施の形態2>
次に、実施の形態2に係るマルチビジョン投射型表示装置105について説明する。図7は、実施の形態2に係るマルチビジョン投射型表示装置105の概略構成図であり、図8は、固体光源に用いられるLEDの電流と輝度の特性を示す図である。なお、実施の形態2において、実施の形態1で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
<
Next, the multi-vision
マルチビジョン投射型表示装置105は、複数の投射型表示装置101(100),102(100),103(100),104(100)を組み合わせてより大きな表示画面を構成したものである。マルチビジョン投射型表示装置105は、例えば投射型映像表示装置100を2段×2列配列して構成されている。投射型表示装置101〜104は、それぞれのR,G,B光源用駆動回路40,42,44において、各色の光源駆動電流を調整し、4画面間の輝度・色度が均一になるように調整されている。
The multi-vision
図8に示すように、投射型映像表示装置に用いられるLEDおよびレーザーダイオードは、通常、電流と輝度の関係は線形とはならない。また、固体光源の光源色および個体差によって、特性に差がある。このため、マルチビジョン投射型表示装置105において、消費電力を減少させるため、光源駆動電流を一定の割合で減少させた場合、4画面間の輝度・色度の均一性を損なうことになる。
As shown in FIG. 8, the LED and the laser diode used in the projection display apparatus usually have a linear relationship between current and luminance. Further, there is a difference in characteristics depending on the light source color of the solid light source and individual differences. For this reason, in the multi-vision
しかし、マルチビジョン投射型表示装置105を構成する投射型表示装置101〜104において、各信号処理部3がそれぞれ実施の形態1において説明したように各サブフレームの期間を短くし、R,G,B光源用LED41,43,45の点灯時間を同じ割合で減少させるようにR,G,B光源用駆動回路40,42,44を制御することで、消費電力を下げるよう動作した場合、R,G,B光源用LED41,43,45の点灯時間と輝度との関係は線形となる。これにより、4画面間の輝度・色度の均一性を損なうことなく、マルチビジョン投射型表示装置105の消費電力を減少させることができる。なお、本実施の形態では4画面のマルチビジョン投射型表示装置を例に説明したが、特に画面数の制限はない。
However, in the
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
2 誤差拡散回路、9 信号処理手段、40 R光源用駆動回路、41 R光源用LED、42 G光源用駆動回路、43 G光源用LED、44 B光源用駆動回路、45 B光源用LED、100 投射型映像表示装置、105 マルチビジョン投射型表示装置。 2 error diffusion circuit, 9 signal processing means, 40 R light source drive circuit, 41 R light source LED, 42 G light source drive circuit, 43 G light source LED, 44 B light source drive circuit, 45 B light source LED, 100 Projection type image display device, 105 multivision projection type display device.
Claims (4)
外部より入力される映像信号を前記複数の固体光源が発光する複数の色成分ごとのサブフレームに分割するとともに、各前記サブフレームに同期した前記複数の固体光源の発光タイミングを生成する信号処理手段と、
前記信号処理手段により生成された前記複数の固体光源の発光タイミングに従って前記複数の固体光源を発光駆動する光源駆動手段とを備え、
前記信号処理手段は、通常運用時に前記映像信号の表示分解能をnビット(nは2以上の整数)とし、省電力運用時に前記映像信号の表示分解能をn−mビット(mは1以上の整数)に制限することにより、n−mビットに制限された前記映像信号の表示分解能に応じて前記複数の固体光源の発光時間を減少させるように前記光源駆動手段を制御する、投射型映像表示装置。 A plurality of solid state light sources that emit light of different colors;
A signal processing unit that divides a video signal input from the outside into sub-frames for each of a plurality of color components emitted by the plurality of solid-state light sources, and generates emission timings of the plurality of solid-state light sources synchronized with the sub-frames. When,
Light source driving means for driving the plurality of solid light sources to emit light according to light emission timings of the plurality of solid light sources generated by the signal processing means,
The signal processing means sets the display resolution of the video signal to n bits (n is an integer of 2 or more) during normal operation, and sets the display resolution of the video signal to nm bits (m is an integer of 1 or more) during power saving operation. ) To control the light source driving means so as to reduce the light emission time of the plurality of solid-state light sources in accordance with the display resolution of the video signal limited to nm bits. .
各前記信号処理手段は、前記複数の固体光源の発光時間をそれぞれ同じ割合で減少させるように各前記光源駆動手段を制御する、マルチビジョン投射型表示装置。 A multi-vision projection type display device configured by combining a plurality of projection type image display devices according to any one of claims 1 to 3,
Each said signal processing means is a multivision projection type display apparatus which controls each said light source drive means so that the light emission time of these solid light sources may be decreased at the same rate, respectively.
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