JPH0738829A - コントラスト制御回路及びそれを用いた液晶プロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、コントラスト制御に伴う黒浮きを
充分に除去することを目的とする。 【構成】 本発明は、入力端子１からの輝度信号中の黒
ピーク値を第１の黒ピーク検出回路４により検出し、こ
の黒ピーク値に基づき、直流レベル制御回路２にて輝度
信号の直流レベルを制御する。次に、直流レベル制御回
路２より出力された出力輝度信号の白ピーク値を白ピー
ク検出回路１０により検出し、この白ピーク値に基づ
き、振幅制御回路３にて輝度信号の振幅を制御する。こ
の結果、出力端子９からは、黒浮きのない良好が輝度信
号が出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶パネルをライトバ
ルブとして用いた液晶プロジェクタであり、特に投射型
液晶プロジェクタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルをライトバルブとして用いた
投射型液晶プロジェクタは、大画面化の有力な手段とし
て今日、盛んに開発が進められている。この方式のプロ
ジェクタでは、鮮やかな画像の再現のために光源の高輝
度化が必須であるが、実際、液晶パネルにより光源から
の光を完全に遮断することは不可能である。従って、光
源の明るさが増加するほど、実際の画像では光漏れ等に
よる黒浮きの症状が発生し、光源の高輝度化がコントラ
ストの向上に必ずしも反映されなくなる。また、光源を
高輝度にすることは、液晶パネルの耐熱の面からもマイ
ナス要因であり、特に、全般に暗い画面の場合は液晶パ
ネルによる光の遮断量が大きく、そのため液晶パネルや
偏光板での熱吸収も大きくなり、液晶パネルの破損につ
ながる。

【０００３】そこで、本出願人は、光源の高輝度化に伴
う黒浮き、また、液晶パネル、偏光板等での熱吸収によ
る破損を解決する目的として、特願平４−３１７５６５
号を出願している。

【０００４】しかしながら、上記出願における振幅制御
は、白ピーク値を検出し、この検出出力に基づいて映像
信号の振幅を大きくする構成となっている。このため、
黒ピーク値がペデスタルレベルよりも高い映像信号が入
力された場合、同時に黒ピーク値も白レベル側に持ち上
げられることになり、映像信号の黒レベルが浮き上が
る、いわゆる黒浮きが依然として発生することになる。

【０００５】以下、黒浮きの発生について、図６を用い
て説明する。

【０００６】尚、図６は、振幅制御回路の入出力波形で
ある。

【０００７】この図から明らかなように、振幅制御回路
により白ピーク値を基準電圧と等しくなるように制御し
た場合は、黒ピーク値も同様に白側に持ち上げられるこ
とになり、上述の黒浮きが発生することになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の欠点
に鑑みなされたものであり、振幅制御に伴う黒浮きを充
分に除去することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、入力された信
号の直流レベルを制御する直流レベル制御回路と、該直
流レベル制御回路からの出力信号中から黒ピーク値を電
圧として検出する黒ピーク検出回路と、入力された信号
に基づいて基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、該
基準電圧発生回路の電圧と前記黒ピーク検出回路の電圧
とを比較する第１の比較回路と、前記直流レベル制御回
路からの出力信号を入力として信号の振幅を制御する振
幅制御回路と、該振幅制御回路からの出力信号中から白
ピーク値を電圧として検出する白ピーク検出回路と、該
白ピーク検出回路からの電圧と基準電圧と比較する第２
の比較回路とから構成され、前記直流レベル検出回路の
直流レベルは第１の比較回路からの制御信号により制御
され、前記振幅制御回路の振幅は第２の比較回路からの
制御信号により制御されることを特徴とするコントラス
ト制御回路である。

【００１０】また、本発明の基準電圧発生回路は、入力
された信号の黒ピーク値を検出する第２の黒ピーク検出
回路と、該第２の黒ピーク検出回路を分圧する抵抗と、
ペデスタルレベル電圧を発生する基準電源とから構成さ
れている。

【００１１】また、本発明は、入力された信号の直流レ
ベルを制御する直流レベル制御回路と、該直流レベル制
御回路からの出力信号中から黒ピーク値を電圧として検
出する黒ピーク検出回路と、入力された信号に基づいて
基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、該基準電圧発
生回路の電圧と前記黒ピーク検出回路の電圧とを比較す
る第１の比較回路と、前記直流レベル制御回路からの出
力信号を入力として信号の振幅を制御する振幅制御回路
と、該振幅制御回路からの出力信号中から白ピーク値を
電圧として検出する白ピーク検出回路と、該白ピーク検
出回路からの電圧と基準電圧と比較する第２の比較回路
とから構成され、前記直流レベル検出回路の直流レベル
は第１の比較回路からの制御信号により制御され、前記
振幅制御回路の振幅は第２の比較回路からの制御信号に
より制御されるコントラスト制御回路を用いた液晶プロ
ジェクタである。

【００１２】

【作用】本発明は、上述の如く構成することにより、入
力映像信号の直流レベルを制御して、黒ピーク値の直流
レベルを下げる。次に、映像信号の白ピーク値を検出し
て振幅を制御し、入力映像信号の振幅レベルを一定にす
る。このため、入力映像信号の黒ピーク値がペデスタル
レベルよりも充分に高い場合であっても、振幅制御によ
る黒浮きが発生せず、黒レベルの浮きがない映像を得る
ことができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面に従い、本発明の液晶プロジェク
タを説明する。

【００１４】図１は、本発明液晶プロジェクタに用いら
れるコントラスト制御回路のブロック図であり、入力端
子１より入力された輝度信号は、まず、直流レベル制御
回路２により輝度信号の直流レベルが制御される。

【００１５】以下、直流レベル制御動作について説明を
行う。

【００１６】直流レベル制御回路２からの出力輝度信号
は、第１の黒ピーク検出回路４に入力され、第１の黒ピ
ーク検出回路４により輝度信号の黒ピーク値が検出され
る。検出された黒ピーク値は、第１の比較回路６にて基
準電圧発生回路７からの基準電圧と比較され、比較出力
を第１のＬＰＦ８に出力する。次に、ＬＰＦ８では、比
較出力を積分することにより直流レベルの急激な変化を
防いだ後、制御信号として直流レベル制御回路２へ出力
する。

【００１７】ここで、基準電圧発生回路７は、入力輝度
信号の黒ピーク値を検出する第２の黒ピーク検出回路１
３と、第２の黒ピーク検出回路１３からの検出値を抵抗
分圧するＲａ、及びＲｂと、基準電圧源とからなり、基
準電圧源の基準電圧に第２の黒ピーク検出回路１３から
の検出出力が重畳される構成となっている。従って、基
準電圧発生回路７からの基準電圧は、入力輝度信号によ
り変化することになる。

【００１８】尚、入力輝度信号における基準電圧の変化
量は、抵抗Ｒａ、及びＲｂの抵抗比を変えることで可変
可能である。

【００１９】以下、直流レベル制御動作について図１、
図２ａ、及び図３を用いて説明を行う。

【００２０】尚、図２ａでは、入力された輝度信号の黒
ピーク値が基準電圧よりも高い場合を表している。

【００２１】直流レベル制御回路２からの出力輝度信号
は、第１の黒ピーク検出回路４に入力され、第１の黒ピ
ーク検出回路４により輝度信号の黒ピーク値が検出され
る。検出された黒ピーク値は、第１の比較回路６にて基
準電圧発生回路７からの基準電圧と比較され、比較出力
を第１のＬＰＦ８に出力する。次に、第１のＬＰＦ８で
は、比較出力を積分することにより直流レベルの急激な
変化を防いだ後、制御信号として直流レベル制御回路２
へ出力する。

【００２２】次に、図３を用いて直流レベル制御ブロッ
クの具体的回路を説明する。

【００２３】図３の入力端子１より入力された輝度信号
は、コンデンサＣ１により直流成分がカットされた後、
抵抗Ｒ１、Ｒ２によりバイアスされてトランジスタＴＲ
１、及び抵抗Ｒ３と、トランジスタＴＲ２、及び抵抗Ｒ
４で構成されるエミッタフォロワへそれぞれ分岐され
る。

【００２４】そして、トランジスタＴＲ１からの輝度信
号は、コンデンサＣ２、及びスイッチＳＷ１で黒レベル
にペデスタルクランプされる。そして、スイッチＳＷ２
を介して抵抗Ｒ７、及びコンデンサＣ４で構成されるＬ
ＰＦへ出力され、その高域成分が減衰される。

【００２５】次に、輝度信号は、スイッチＳＷ５を介し
てトランジスタＴＲ５、抵抗Ｒ９、ダイオードＤ１、及
びコンデンサＣ６で構成される第１の黒ピーク検出回路
にて、黒ピーク値が検出される。

【００２６】ここで、スイッチＳＷ１はクランプパルス
により制御され、水平ブランキング期間のみオンし、ま
た、スイッチＳＷ２は、映像信号期間のみオンする構成
になっている。

【００２７】また、ＬＰＦは、第１の黒ピーク検出回路
において輝度信号の輪郭のエッジを検出しないようにす
るためのものである。

【００２８】また、スイッチＳＷ５は、輝度信号の水平
ブランキング期間にオンとすることにより、後段の黒ピ
ーク検出回路がブランキング期間中に動作することを防
いでいる。

【００２９】その後、第１の黒ピーク検出回路により検
出された黒ピーク値は、オペアンプＡ１の負極性側へ出
力される。ここで、抵抗Ｒ１１は、コンデンサＣ６に充
電されるピーク値が長時間充電されるのを防ぐととも
に、入力信号の変化に追従できるように適度に放電する
役目を果たしている。

【００３０】一方、トランジスタＴＲ１からの輝度信号
は、トランジスタＴＲ４と抵抗Ｒ６から構成されるエミ
ッタフォロワ、及び抵抗Ｒ８とコンデンサＣ５で構成さ
れるＬＰＦを介して第２の黒ピーク検出回路に入力され
る。この第２の黒ピーク検出回路は、トランジスタＴＲ
６、ダイオードＤ２、及びコンデンサＣ７で構成され、
輝度信号中の黒ピーク値を検出する。そして、検出され
た黒ピーク値と基準電源にて決定された黒レベルとが、
抵抗Ｒ１６、及びＲ１５により合成され、オペアンプＡ
１の基準電圧として正極側に入力される。

【００３１】これにより、オペアンプＡ１に入力される
基準電圧を入力信号に応じて変化させることができる。

【００３２】次に、オペアンプＡ１の演算出力は、抵抗
Ｒ１９、及びコンデンサＣ８で構成されるＬＰＦへ出力
される。

【００３３】そして、ＬＰＦからの出力は、スイッチＳ
Ｗ４、及びスイッチＳＷ３を介して出力され、出力輝度
信号の電位をオペアンプの電位にペデスタルクランプ
し、その直流レベルの制御を行う。

【００３４】このような回路構成であるため、直流レベ
ルの制御は、トランジスタＴＲ７により検出された黒ピ
ーク値が基準電圧より高い場合には、トランジスタＴＲ
２からの輝度信号の直流レベルを下げるように働く。

【００３５】また、逆にトランジスタＴＲ７により検出
された黒ピーク値が基準電圧より低い場合には、トラン
ジスタＴＲ２からの輝度信号の直流レベルを上げるよう
に働く。

【００３６】以上のような動作を繰り返し、出力輝度信
号の黒ピーク値が基準電位と等しくなるように制御され
る。

【００３７】ここで、トランジスタＴＲ３、及びＴＲ５
で構成されるエミッタフォロワに入力される信号は、水
平ブランキング期間中は、トランジスタＴＲ１からの出
力輝度信号を入力し、映像信号期間中は、トランジスタ
ＴＲ２からの出力輝度信号とするために、水平ブランキ
ング期間は、スイッチＳＷ２をオン、スイッチＳＷ３オ
フにし、映像信号期間は、スイッチＳＷ３をオン、スイ
ッチＳＷ２をオフと動作させる。

【００３８】これにより、出力端子には、水平ブランキ
ング期間の直流レベルは、入力信号と等しく映像信号期
間だけ直流レベルが制御された出力信号が得られる。

【００３９】以上の如く構成することにより、画面の黒
ピーク値に応じて輝度信号の直流レベルの制御が行わ
れ、入力された輝度信号の黒ピーク値が基準電圧発生回
路７からの基準電圧と等しくなるように直流レベルが制
御される。

【００４０】そして、直流レベル制御回路２から出力さ
れた輝度信号は、振幅制御回路３へ出力される。

【００４１】振幅制御回路３では、前述の直流レベル制
御回路からの輝度信号の振幅が制御され、その後、振幅
が制御された輝度信号が出力端子９へ出力される。

【００４２】ここで、出力輝度信号は、白ピーク検出回
路１０にも入力され、白ピーク検出回路により図２ｂに
示す如く、白ピーク値が検出される。検出された白ピー
ク値は、第２の比較回路１１にて基準電源５からの基準
電圧と比較され、この比較出力を第２のＬＰＦ１２に出
力する。次に、第２のＬＰＦ１２では、比較出力を積分
することにより振幅の急激な変化を防いだ後、制御信号
として振幅制御回路３へ出力する。

【００４３】この結果、画面の白ピーク値に応じて輝度
信号の振幅の制御が行われ、入力された輝度信号の白ピ
ーク値が基準電源５の基準電圧と等しくなるように振幅
が制御される。

【００４４】尚、図２ｂでは、入力された輝度信号の白
ピーク値が基準電圧よりも低い場合を表している。

【００４５】以下、図４を用いて振幅制御動作を詳説す
る。

【００４６】尚、図４は振幅制御ブロックの具体的回路
図である。

【００４７】直流レベル検出回路２からの出力輝度信号
は、図４に示すコントラスト制御回路の入力端子に入力
される。

【００４８】ここで、点線で示された回路は、ＣＴＬ端
子の印加電圧に応じて、入力信号の振幅を変調する変調
回路１７である。尚、変調回路１７の動作についてはそ
の説明を省略する。この変調回路１７は、トランジスタ
ＴＲ１のベースに黒レベルを印加し、ＣＴＬ端子への印
加電圧を変化させることにより入力信号のコントラスト
を変化させる。

【００４９】そして、出力端子へは、入力信号に対して
反転した信号が出力される。この出力信号は、コンデン
サＣ１でその直流成分がカットされ、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ
２とに分圧された電位にバイアスされて、トランジスタ
ＴＲ２、抵抗Ｒ３、及び抵抗Ｒ４で構成される反転増幅
回路へ出力される。

【００５０】ここで、この出力信号は、反転増幅され、
コンデンサＣ２、及びスイッチＳＷ１で黒レベルにペデ
スタルクランプされる。その後、出力信号は、抵抗Ｒ
６、及びコンデンサＣ３で構成されるＬＰＦに入力さ
れ、ＬＰＦにより後段の白ピーク検出回路で入力信号の
輪郭のエッジを検出しないように高域成分を減衰され
る。

【００５１】そして、高域が減衰された信号は、トラン
ジスタＴＲ４、抵抗Ｒ７、ダイオードＤ１、及びコンデ
ンサＣ４で構成される白ピーク検出回路によりピーク値
が検出され、オペアンプＡ２の正極側に入力される。

【００５２】ここで、抵抗Ｒ８は、コンデンサＣ４に充
電されるピーク値が長時間充電されるのを防いで、入力
信号の変化に追従できるように適度に放電する役目を果
たしている。

【００５３】また、オペアンプＡ２の負極側には、基準
電圧が印加されており、その演算出力は、抵抗Ｒ１２、
及びコンデンサＣ５で構成されるＬＰＦを介して、ＣＴ
Ｌ端子に出力される。このＬＰＦは、コントラストの急
激な変化を防ぐためのものである。

【００５４】このような回路構成であるため、トランジ
スタＴＲ５から出力されるピーク値が基準電圧より高い
場合には、コントラストを下げ、ピーク値が基準電圧よ
り低い場合は、コントラストを上げる電圧が、ＣＴＬ端
子に印加されることになる。

【００５５】以上の動作を繰り返し、白ピーク値が基準
電圧と等しくなるように入力信号のコントラストが制御
される。

【００５６】以上の如く構成することにより、振幅制御
回路３を使用して輝度信号の振幅を増大しても黒レベル
の浮きのない輝度信号が得られる。

【００５７】しかしながら、上述の実施例では、輝度信
号の振幅を変化させているが、これでは輝度信号の振幅
に応じてカラーゲインも変化してしまう問題もある。

【００５８】そこで、これを解決するためには、図４に
示す第２の実施例が考えられる。

【００５９】図５において、入力端子１Ａより入力され
た輝度信号、及び入力端子１Ｂ、１Ｃから入力された色
差信号は、第１のマトリクス回路１４によりＲ、Ｇ、Ｂ
の各原色信号に変換され、その後、各原色信号は直流レ
ベル制御回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃへ出力される。

【００６０】直流レベル制御回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃで
は、各原色信号の直流レベルが以下の動作で制御され
る。

【００６１】直流レベル制御回路２Ａ、２Ｂ、２Ｃから
の各原色信号は、第２のマトリクス回路１５により輝度
信号が生成される。この輝度信号は、第１の黒ピーク検
出回路４により黒ピーク値が検出された後、この黒ピー
ク値を第１の比較器６へ出力する。

【００６２】第１の比較回路６では、基準電圧発生回路
７から出力される基準電圧と比較され、この比較出力が
第１のＬＰＦ８を介して、直流レベル制御回路２Ａ、２
Ｂ、２Ｃに出力され、それぞれの原色信号の直流レベル
を制御する。ここで、基準電圧発生回路７、及び第１の
ＬＰＦ８は、第１の実施例と同様の働きのためその説明
を省略する。

【００６３】直流レベルが制御された各原色信号は、振
幅制御回路３Ａ、３Ｂ、３Ｃによりそれぞれの振幅が制
御された後、出力端子７Ａ、７Ｂ、７Ｃに出力される。

【００６４】以下、振幅の制御動作について説明する。

【００６５】各直流レベル制御回路３Ａ、３Ｂ、３Ｃか
らの出力信号は、第３のマトリクス回路１６により、輝
度信号が生成される。この輝度信号は、白ピーク検出回
路１０により白ピーク値が検出された後、この白ピーク
値は第２の比較回路１１に出力される。

【００６６】第２の比較回路１１では、白ピーク値と基
準電圧とが比較され、この比較出力が第２のＬＰＦ１２
を介して、振幅制御回路３Ａ、３Ｂ、３Ｃに出力され、
それぞれの原色信号の振幅を制御する。ここで、第２の
ＬＰＦ１２は、第１の実施例と同一の働きのためその説
明は省略する。

【００６７】この結果、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色信号の直流
レベル、及び振幅がそれぞれ制御されることになる。

【００６８】尚、本実施例では、直流レベル制御用の輝
度信号、及び振幅制御用の輝度信号をそれぞれ独立した
２個のマトリクス回路にて生成したが、１個のマトリク
ス回路にて輝度信号を生成し、この輝度信号を直流レベ
ル制御用、及び振幅制御用の輝度信号として兼用しても
よい。

【００６９】

【発明の効果】本発明は、上述の如く構成されているの
で、液晶パネル等のダイナミックレンジが狭いディスプ
レイにおいて、コントラスト制御回路等を利用して、白
ピーク値を一定にし、画面を明るく見せる場合でも、黒
レベルの浮きのない良好なコントラストの映像を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコントラスト制御回路の一実施例であ
る。

【図２】本発明のコントラスト制御回路の入出力波形図
である。

【図３】直流レベル制御ブロックの具体的回路図であ
る。

【図４】振幅制御ブロックの具体的回路図である。

【図５】本発明のコントラスト制御回路の他の実施例で
ある。

【図６】従来のコントラスト制御回路の入出力波形図で
ある。

【符号の説明】

１ 入力端子 ２ 直流レベル制御回路 ３ 振幅制御回路 ４ 第１の黒ピーク検出回路 ５ 基準電源 ６ 第１の比較回路 ７ 基準電圧発生回路 ８ 第１のＬＰＦ ９ 出力端子 １０ 白ピーク検出回路 １１ 第２の比較回路 １２ 第２のＬＰＦ １３ 第２の黒ピーク検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 5/57 9/73 Ｂ 8626−5Ｃ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された信号の直流レベルを制御する
   直流レベル制御回路と、該直流レベル制御回路からの出
   力信号中から黒ピーク値を電圧として検出する黒ピーク
   検出回路と、入力された信号に基づいて基準電圧を発生
   する基準電圧発生回路と、該基準電圧発生回路の電圧と
   前記黒ピーク検出回路の電圧とを比較する第１の比較回
   路と、前記直流レベル制御回路からの出力信号を入力と
   して信号の振幅を制御する振幅制御回路と、該振幅制御
   回路からの出力信号中から白ピーク値を電圧として検出
   する白ピーク検出回路と、該白ピーク検出回路からの電
   圧と基準電圧と比較する第２の比較回路とから構成さ
   れ、前記直流レベル検出回路の直流レベルは第１の比較
   回路からの制御信号により制御され、前記振幅制御回路
   の振幅は第２の比較回路からの制御信号により制御され
   ることを特徴とするコントラスト制御回路。
2. 【請求項２】 前記基準電圧発生回路は、入力された信
   号の黒ピーク値を検出する第２の黒ピーク検出回路と、
   該第２の黒ピーク検出回路を分圧する抵抗と、ペデスタ
   ルレベル電圧を発生する基準電源とから構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載のコントラスト制御回
   路。
3. 【請求項３】 入力された信号の直流レベルを制御する
   直流レベル制御回路と、該直流レベル制御回路からの出
   力信号中から黒ピーク値を電圧として検出する黒ピーク
   検出回路と、入力された信号に基づいて基準電圧を発生
   する基準電圧発生回路と、該基準電圧発生回路の電圧と
   前記黒ピーク検出回路の電圧とを比較する第１の比較回
   路と、前記直流レベル制御回路からの出力信号を入力と
   して信号の振幅を制御する振幅制御回路と、該振幅制御
   回路からの出力信号中から白ピーク値を電圧として検出
   する白ピーク検出回路と、該白ピーク検出回路からの電
   圧と基準電圧と比較する第２の比較回路とから構成さ
   れ、前記直流レベル検出回路の直流レベルは第１の比較
   回路からの制御信号により制御され、前記振幅制御回路
   の振幅は第２の比較回路からの制御信号により制御され
   るコントラスト制御回路を用いた液晶プロジェクタ。