TW200426401A - Illuminator, projection display device and method for driving the same - Google Patents

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200426401 ⑴ 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關照明裝置，及具備該照明裝置的投射型 顯示裝置及其驅動方法，特別是關於影像表現力佳的投射 型顯示裝置及使用於該投射型顯示裝置的照明裝置。 【先前技術】 近年來，由於資訊機器非常發達，因此高解像度，低 消耗電力且薄型的顯示裝置要求甚高，其硏究開發正如火 如荼地進行。其中液晶顯示裝置可藉由電性控制液晶分子 的排列來使光學的特性變化，而期待能夠作爲對應於上述 需求的顯示裝置。就此類的液晶顯示裝置的一形態而言， 例如有使從光學系（使用液晶光閥）射出的影像通過投射 透鏡來擴大投射於螢幕之投射型顯示裝置（液晶投影 機）。 投射型顯示裝置是使用液晶光閥來作爲光調變手段 者，但在投射型顯示裝置中除了液晶光閥以外，以數位鏡 裝置（Digital Mirror Device，以下簡稱爲DMD )來作爲 光調變手段者亦已被實用化。但，此種以往的投射型顯示 裝置會有以下所述的問題點。 (1)因爲在構成光學系的各種光學要件會產生光漏 或迷光，所以無法取得充分的對比度。因此，可顯示的灰 階範圍（動態範圍）狹窄，這與使用陰極線管（Cathode Ray Tube， 以下簡稱爲C RT )之既存的電視受像機相較 (2) (2)200426401 下，影像的品質或動人的畫質方面差。 (2 )即使利用各種的影像訊號處理來謀求影像的品 質提升，還是會因爲動態範圍被固定，所以無法發揮充分 的效果。 針對此類投射型顯示裝置的問題點的解決方案，亦即 擴大動態範圍的方法’例如有對應於影像訊號來使射入光 調變手段（光閥）的光量變化者。就該手段的構造而言， 以往是在光源的前面設置光量調節手段（調光手段）（例 如專利文獻1 ) 〇 [專利文獻1] 特開平5 - 665 0 1號公報 【發明內容】 (發明所欲解決的課題） 如上述，按照顯示影像的内容（例如亮度）來使照明 光量及顯示影像的亮度變化的適應型調光控制雖具有提高 對比度及灰階再現性的功效，但另一方面容易產生圖像中 最亮處的灰階模糊或亮度不足等。因此，如電影那樣在灰 暗影像較多時雖具效果，但如體育轉播那樣在明亮影像較 多時則無法期待其效杲，反而會因產生閃爍而造成負面的 影響。 又’於明亮的環境下觀賞投射影像時，陰影部的顯示 特性提升不會太明顯，反而是因亮度不足感到對比度降 -5 - (3) (3)200426401 低。 本發明是有鑑於上述課題而創作者，其目的是在於提 供一種可按照影像的種類或周圍的亮度等來進行適切的調 光之投射型顯示裝置及其驅動方法以及照明裝置。 (用以解決課題的手段） 如上述，雖適應型的調光控制非常有助於提高影像表 現力’但另一方面在未考量裝置的利用狀況下經常以同樣 的條件來進行調光之下，有時照明光量會被過剰調節，對 視聽者造成壓力。因應於此，本發明者爲了緩和如此的調 光不良，而於調光控制的參數中採用有關利用狀況的資訊 (利用資訊），根據該利用資訊來控制光源的光量。 亦即，爲了達成上述目的，本發明的照明裝置，係用 以照明投射型顯示裝置的光調變手段，其特徵係具備： 光源；及 調光手段，其係根據影像資訊及利用資訊來調節上述 光源的光量。 在此，就利用資訊而言，例如有影像的種類，視聽環 境的亮度，螢幕增益，使用者的喜好等相關的資訊。又， 本說明書中所謂光源的光量是意指顯示中所被利用的最大 光量爲]00%時，來自該最大光量的輸出光量的比率。同 樣的，所謂減光量是意指來自最大光量的減光比率。 如此根據利用資訊來進行調光控制的情況下，可形成 更接近實態的柔和調光控制。例如當利用資訊爲有關視聽 -6 - (4) (4)200426401 環境的亮度資訊時，若周圍較亮，則會縮小光源的減光 量，相反的，若周圍較暗，則會增大減光量，藉此可解決 調光被過剩進行下所產生的亮度不足問題。 就具體的控制形態而言，可採用根據利用資訊來積極 地増減減光量的形態，但就可使控制容易化的形態而言， 亦可採用根據上述利用資訊來限制減光的容許範圍之形 態。亦即，可採用上述調光手段具有： 光量設定手段，其係根據影像資訊來設定上述光源的 光量；及 減光範圍設定手段，其係根據利用資訊來設定容許減 光的減光範圍； 又，上述調光手段係根據所被設定的光量來調節上述 光源的光量，且禁止超過上述減光範圍的減光（亦即，調 光手段是在上述減光範圍内調節其光量）之構成。 本構成是根據影像資訊來適當調節照明光量，寄與投 射影像的動態$E圍擴大’另一方面，按照影像的種類或視 聽環境等來將光量的減光範圍限制於一定的範圍内，藉此 可在不損及影像表現力的情況下解決亮度不足等的問題。 例如，在視聽環境較亮時，或影像本身調亮反而會有負作 用時，可使減光範圍形成比通常更狹窄（亦即，縮小所被 容許的最大減光量），藉此來解除上述亮度不足的問題。 又，亦可使用：當所被設定的光量之減光量超過上述 減光範圍時停止光量控制之方法，或者根據減光範圍内的 減光量來調節光源的光量之方法。 •Ί - (5) (5)200426401 但，就上述利用資訊的輸入形態而言，可爲使用者以 手動方式來指定的形態，或者藉由設置於裝置本身的感測 器來自動檢測的形態。 就利用資訊爲自動檢測出的例子而言，例如有具備檢 測出投射影像的視聽環境的亮度（例如裝置周圍的亮度或 螢幕周圍的亮度）之亮度檢測手段，且上述減光範圍設定 手段會根據視聽環境的亮度來設定上述減光範圍之構成。 本構成中，例如若視聽環境越亮，則會縮小減光範圍 (亦即’縮小所被容許的最大減光量），藉此當周圍明亮 時可使全體影像比通常更明亮顯示。因此，即使是在明亮 的房間裡也不會感到影像亮度不足，可享受高品質的投射 影像。 其他構成，例如有裝置具備檢測出顯示投射影像的螢 幕的增益之增益檢測手段，且述減光範圍設定手段會據上 述增益來設定上述減光範圍。投射影像的對比度越大，根 據調光的灰階再現效果會越大。如此的影像對比度並非只 有顯示裝置本身的性能，也會隨著所投射的螢幕而變化， 例如螢幕增益大，影像的對比度會變大，相反的，若增益 小，則對比度會變小。因此，如本構成所示，可按照螢幕 增益來調節調光量，而使能夠取得不會隨著螢幕的不同而 有所差異，經常保持同樣品質的投射影像。 又，本發明之投射型顯示裝置的特徵係具備： 上述照明裝置；及 光調變手段，其係調變自上述照明裝置所射出的光’ -8- (6) (6)200426401 而形成影像光；及 投射手段，其係投射上述影像光。 若利用本構成，則可按照利用狀況來進行適當的調 光，藉此而能夠對使用者經常提供高品質的影像。 就此投射型顯示裝置的驅動手段而言，最好是具備根 據上述光源的減光量來展開上述影像訊號之影像訊號展開 手段。在此構成中，首先被容許減光的減光範圍會根據利 用資訊，藉由減光範圍設定手段來設定。又，根據單位時 間的影像訊號，上述光源的光量會被調節於該減光範圍 内，另一方面，上述影像訊號會根據上述光源的減光量來 展開，該被展開的影像訊號會被供給至上述光調變手段， 而來形成影像。藉此，可擴張投射型顯示裝置的動態範 圍，進而能夠實現一種對影像表現力或使用環境的順應性 佳的投射型顯示裝置。 此情況，上述影像訊號的展開量最好是上述光量設定 手段所設定的光量之減光量爲含於上述減光範圍内時，以 形成上述光量的倒數之展開量來展開上述影像訊號，當上 述設定的光量之減光量爲上述減光範圍外時，以比上述倒 數更大的展開量來展開上述影像訊號。 在未限制減光量的以往調光控制中，光源的光量是根 據經常設定的減光量來調節。因此，爲了使被展開的影像 訊號能夠形成顯示可能的最大灰階以下，展開量與光量的 乘積必須設定於1以下。相對的，如本發明所示即使在減 光被限制於一定以下者中根據該被限制的減光量來進行以 (7) (7)200426401 往的展開處理（亦即，展開量與光量的乘積爲]以下的處 理），影像訊號中灰階最大者依然不會被展開至顯示可能 的最大灰階。亦即，所被設定的減光量爲減光範圍外時， 假設在展開量與光量的乘積爲形成1的條件下進行展開處 理，則會在高灰階區域產生多餘的灰階，無法取得充分的 灰階再現性。因應於此，如本構成所示，在限制減光的狀 態中使展開量與光量的乘積形成比1還要大，可防止灰階 再現性的降低。 【實施方式】 (第1實施形態） 首先，邊參照圖1〜圖8邊說明有關本發明之第1實 施形態的投射型顯示裝置。 本實施形態的投射型顯示裝置是依R (紅），G (綠），B (藍）不同的顏色而具備透過型液晶光閥的3 板式投射型彩色液晶顯示裝置。 圖1是表示該投射型顯示裝置的槪略構成圖，圖中， 符號10R，10G，10B是表示構成本發明的照明裝置的3 個光源’ 20R，20G，20B是表示液晶光閥（光調變手 段），30是表示交叉分色稜鏡，40是表示投射透鏡（投 射手段），41是表示螢幕。

光源I0R，]0G，Ι0Β是分別爲可射出紅色光，綠色 光，藍色光的色光源，各光源1 0 ( 1 0 R，1 0 G，1 〇 B )是 由：發光二極體（LED )，有機電激發光元件（有機EL -10- (8) (8)200426401 元件），無機電激發光元件（無機EL元件）等的發光體 11，及反射該發光體11的輸出光的反光板12所構成。並 且，光閥20R，20G，20B是分別對應於光源】〇R，10G， 1 〇B來設置，可於每個光源進行光調變。 交叉分色棱鏡30具有貼合4個直角稜鏡的構造，在 其貼合面30a，30b，由誘電體多層膜所構成的光反射膜 (圖示略）會形成十字狀。具體而言，在貼合面3(^設 有：反射形成於光調變裝置2 0 R的紅色畫像光，透過分別 形成於光調變裝置20G，2 0B的綠色及藍色畫像光之光反 射膜。另一方面，在貼合面3 0 b設有：反射形成於光調變 裝置 20B的藍色畫像光，透過分別形成於光調變裝置 2 OR，20G的紅色及綠色畫像光之光反射膜。然後，形成 於各液晶光閥20R〜20B的各色影像光會藉由該等的光反 射膜來合成，而形成顯現彩色影像的光。所被合成的光會 藉由投射光學系的投射透鏡4 0來投射於螢幕4 1上，而顯 示擴大的影像。 其次’說明有關本實施形態之投射型顯不裝置的驅動 方法。 圖2是表示本實施形態之投射型顯示裝置的控制裝置 60的構成方塊圖。本實施形態可根據影像資訊及有關裝 置的利用狀況資訊（利用資訊）雙方來調節光源的光量。 因此’在本實施形態的投射型顯示裝置中，除了外部輸入 裝置’亦即供以輸入影像訊號的訊號輸入裝置1 〇 1以外， 還設有用以按照視聽影像的種類，周圍的亮度，及使用者 -11 - (9) (9)200426401 的喜好等來設定光源的減光範圍之控制器1 0 2 (利用資訊 輸入手段）。 - 在控制器1 02中是例如根據所被容許的最大減光量 ·

Rm來指定減光範圍。此指定方法，可爲使用者依數値來 直接輸入上述最大減光量Rm的構成，或者使用者由顯示 於選單畫面的幾個減光範圍中來選擇的構成。就後者的例 子而言，例如選單可爲「一般」/「動態」/「體育」/「未 調光」，最大減光量分別爲50%/75%/25°/。/0%。一旦最大 減光量Rm被指定，則減光範圍會被設定成減光量爲該最 大減光量Rm以下的範圍（亦即，減光量爲0〜Rm的範 圍）。有關此減光範圍的資訊可作爲使用者控制訊號來輸 入控制裝置60。 控制裝置60具備： 畫像解析部（調光手段）6 1，其係根據影像訊號及使 用者控制訊號來設定各光源10R〜10B的光量T及各色影 像訊號的展開量P0 ;及 φ 光源控制驅動器64，其係根據設定於該畫像解析部 61的光量T來驅動光源10R〜10B ;及 畫像處理部（影像訊號展開手段）62，其係根據所被 設定的展開量P0來展開各色的影像訊號；及 面板驅動器63，其係將該展開的各色影像訊號分別 供應給紅色光用液晶光閥3 0R (圖5中的R面板），綠色 光用液晶光閥3 0G ( G面板），藍色光用液晶光閥3 0B (B面板）。 -12、 (10) (10)200426401 如圖3所示，畫像解析部61具備：直方圖作成部 6 1 a，直方圖解析部6 1 b，減光範圍設定部6 1 c及光量設 疋部6 1 d。 在畫像解析部6 1中，若由訊號輸入部1 〇 1來輸入影 像訊號，則會利用直方圖作成部6 1 a來作成每單位時間 (1圖框期間）的訊號中所含的畫素資料之每個灰階數的 出現度數分布（直方圖）。直方圖解析部6 1 b會根據此直 方圖來檢測出影像的亮度，設定各光源1 0 R〜1 〇 B的光 量。亦即，直方圖解析部6 1 b具有作爲本發明的光量設定 手段之機能。 在此，說明有關利用直方圖的亮度檢測方法。此方法 例如有以下所述的3種。 (a )在注目的圖框中所含的畫素資料中，以亮度最 大的灰階數作爲上述影像亮度的方法。 例如假想一含2 5 6位階（0〜2 5 5 )的灰階數的影像訊 號。在著眼於構成連續的影像之任意的1圖框時，該圖框 所含之畫素資料的每個灰階數的出現數分布（直方圖）會 形成如圖4所示者。就該圖的情況而言，由於直方圖中所 含的最亮灰階數爲1 9 0，因此以該灰階數1 9 0作爲上述影 像的亮度。此方法對所被輸入的影像訊號而言，爲可最忠 竇地表現亮度的方法。 (b )根據注目的圖框中所含的每個灰階數的出現數 分布（直方圖）來針對最大亮度的出現數，以形成一定的 比例（例如]0% )的灰階數作爲上述影像亮度的方法。 -13- (11) (11)200426401 例如當影像訊號的出現數分布爲圖5所示者時’由直 方圖的明亮側來取1 0%的區域。若相當於1 0%之處的灰階 數爲2 3 0，則以該灰階數2 3 0作爲調光控制訊號。如圖5 的直方圖所示，在灰階數2 5 5的附近有突發性的的峰値 時，若採用上述（a )的方法，則灰階數2 5 5會形成調光 控制訊號。但，實際上此突發性的峰値部分並非代表畫面 全體的資訊。相對的，以灰階數23 0作爲上述影像亮度的 方法（b )則可根據畫面全體中具有實質意義的資訊區域 來進行判定。並且，上述比例可使變化於2〜50%程度的 範圍。 (c )將畫面分割成複數個區塊，求取每個區塊中所 含畫素的灰階數平均値，以最大者作爲上述影像亮度的方 法。 例如圖6所示，將畫面分割成m X η個區塊，算出各 個區塊 A"，…，Amn的亮度（灰階數）平均値，以其中 最大者作爲上述影像的亮度。在此，畫面的分割數最好爲 6〜200程度。此方法是可在不損傷畫面全體的環境下控 制亮度者。 上述（a )〜（c )的方法是針對顯示區域全體來進行 影像亮度的判定，除此以外，亦可只在例如顯示區域的中 央部分等的特定部分適用上述方法。此情況，其控制方式 可由視聽者所注目的部分來決定亮度。 如此一來，例如以灰階數1 90作爲影像的亮度來檢測 時’若最大亮度（例如灰階數2 5 5 )的光量（最大光量） -14- (12) (12)200426401 爲100% ’則當顯示灰度係數特性爲1 · 0時會暫定 1 90/2 5 5 = 7 5 %爲光源的光量το。 另一方面，減光範圍設定部（減光範圍設定手段） 6 1 c會根據使用者控制訊號來設定減光所被容許的範圍 (減光範圍）。 又’所被設定的光量T0及減光範圍會被輸入至光量 設定部6 1 d ’在此實際被利用於光源控制的光量τ會被決 定。具體而言’在光量設定部61d中，當暫定的光量T0 之減光量爲減光範圍内（亦即，最大減光量R m以下） 時，可使用該暫定的光量T 0來作爲實際的光量τ。另一 方面，當上述暫定的光量T0之減光量爲減光範圍外（亦 即’比最大減光量Rm更大）時，會將實際的光量τ設定 成由最大光量減光至成爲減光範圍内的減光量（〇以上 Rm以下的減光量）之光量。就實施形態而言，是例如由 最大光量減去最大減光量Rm的光量來作爲賨際的光量 T °又’如此設定的光量T會作爲光源控制訊號來輸出至 光源控制驅動器6 4，光源控制驅動器6 4會根據此光源控 制訊號來控制光源1 0 R〜1 0 B的發光量或發光期間等，藉 此來調節該光量。 又’光量設定部6 1 d會根據此實際的光量τ來設定影 像訊號的展開量P0。具體而言，當暫定的光量T0之減光 量爲減光範圍内時，以此光量T的倒數/τ)作爲展開. m Ρ0。另一方面’ g暫疋的光Μ Τ0之減光量爲減光範圍 外時’使展開量Ρ 〇形成比該光量Τ的倒數（]/ τ )還要大 -15- (13) 200426401 的値。然後，如此設定的展開量p 〇會作爲畫像控制訊 來輸出至畫像處理部62。 圖7，圖8是表示將最大減光量設定成25 % ( 即，減光範圍爲減光量〇 %〜2 5 %的範圍），以直方圖 所含最亮的灰階數作爲影像亮度時的展開處理例。在 7，圖8中，以最大減光量Rm來對光源減光時的光量 展開量分別爲Tm，Pm所示者。 1圖框期間中所含的畫素資料的每個灰階數的直方 若爲形成圖7 ( a )所示者，則由於直方圖中所含最亮 灰階數爲2 1 7，因此影像的亮度爲該灰階數2 1 7。此 況，所被暫定之光量T0的値會形成2 1 7/25 5 = 8 5 %。由 該光量T0的減光量爲減光範圍内，因此作爲光源控制 號輸出的光量T會使用此光量T0。又，展開量P0會利 此光量T0來設定成1/T0= 1.18。又，藉由畫像處理部 的展開處理，灰階數〇〜2 1 7的影像訊號會被展開至灰 數0〜255灰階（參照圖7(b))。 另一方面，若直方圖爲圖 8 ( a )所示者，則由於 方圖中所含最亮的灰階數爲1 2 8，因此影像的亮度爲灰 數 128。此情況，所被暫定之光量 T0的値會形 1 2 8/2 5 5 = 50%° 由於此光量T0的減光量爲減光範圍外，因此作爲 源控制訊號輸出的光量T是由最大光量減去最大減光 R m的光量。又，展開量P 0會例如利用最大減光量R m 設定成]/ (卜Rm ) =Ρηι=1 .33。又，藉由畫像處理部62

Peg Μ 亦 中 圖 及 圖 的 情 於 訊 用 62 階 直 階 成 光 旦 里 來 的 (14) 200426401 展開處理，灰階數0〜1 2 8的影像訊號會被展開至灰階數 〇〜1 7 1 (參照圖8 ( b ))。 但，若將展開量設定成如此，則即使在影像訊號中爲 形成灰階數最大的畫素資料，展開後的灰階數還是會形成 比顯示可能的最大灰階（2 5 5灰階）還要小。亦即，此設 定方法會在高灰階區域產生多餘的灰階，因此無法取得充 分的灰階再現性。爲了解決此問題，如圖9 ( a )所示， 可將展開量設定成比P m大且比P 0小的値r。圖9 ( a ) 是表示在維持光量T的情況下展開量爲1.66的例子。 此情況，藉由畫像處理部62的展開處理，灰階數0〜1 28 的影像訊號會被展開至灰階數0〜2 1 3，因此灰階多餘的 問題會被緩和（參照圖9(b))。又，此情況，由於減 光量爲維持Rm，因此其結果影像全體會形成明亮，形成 更適於利用狀況的顯示。 由於本實施形態在調光控制中取入有關裝置的利用狀 況之資訊，因此可按照影像的種類或視聽環境的亮度來將 光源的減光量調節至最適當，可形成更接近實態的柔和調 光控制。例如本實施形態中是根據利用資訊來限制光源的 減光量，因此可根據影像資訊來適當調節照明光量，藉此 來寄與投射影像的動態範圍擴大。另一方面按照影像的種 類或視聽環境等來將光量的減光範圍限制於一定的範圍 内，藉此可在不損及影像表現力的情況下解決亮度不足等 的問題。 ，除了 此外，就考量裝置的利用狀況之調光控制而言 -17- (15) (15)200426401 本實施形態的方法以外，亦可爲根據利用資訊來積極地増 減光源的減光量之方法。但，由於裝置的利用狀況在顯示 影像的途中並不會有太大的變化，因此即使採用本實施形 態根據利用資訊來限制光源的減光量之靜態的控制手法’ 照樣可以充分地取得上述效果。更何況控制容易’所以有 利用成本降低。 (第2實施形態） Φ 其次，邊參照圖1 〇，圖1 1邊說明有關本發明之第2 實施形態的投射型顯示裝置。並且，在本實施形態中’針 對與上述第1實施形態同樣的部位賦予相同的符號，且省 略其説明。 圖1 〇是表示本實施形態之投射型顯示裝置的控制裝 置7 〇的構成方塊圖。本實施形態是在於檢測周圍的亮度 (利用資訊），可按照此亮度來自動地設定減光範圍。亦 即，在本實施形態中，除了外部輸入裝置，亦即供以輸入 影像訊號的訊號輸入裝置1 〇 1以外，還設有檢測視聽環境 的亮度之光感測器（利用資訊輸入手段）1 03。在光感測 器I 〇3所被檢測出的環境亮度，可爲投射型顯示裝置附近 的亮度或螢幕附近的亮度。有關此視聽環境的亮度之資訊 可作爲環境光量訊號來輸入控制裝置7 0。 控制裝置70具備： 畫像解析部（調光手段）7 1，其係根據影像訊號及環 境光量訊號來設定各光源1 〇 R〜】〇 B的光量τ及各色影像 -18- (16) 200426401 訊號的展開量P〇 ;及 光源控制驅動器74，其係根據設定於該畫像解 71的光量調節量來驅動光源10R〜10B ;及 畫像處理部（影像訊號展開手段）7 2，其係根據 設定的展開量P0來展開各色的影像訊號；及 面板驅動器73，其係將該展開的各色影像訊號 供應給紅色光用液晶光閥3 0R (圖5中的R面板）， 光用液晶光閥3 0G ( G面板），藍色光用液晶光閥 (B面板）。 如圖1 1所示，畫像解析部71具備：直方圖作 7 1 a ’直方圖解析部7 1 b，亮度檢測部7 1 c及光量設 7 1 d 〇 在畫像解析部71中，若由訊號輸入部1 0 1來輸 像訊號，則會利用直方圖作成部7 1 a來作成每單位 (1圖框期間）的訊號中所含的畫素資料之每個灰階 出現度數分布（直方圖）。直方圖解析部71b會根據 方圖來檢測出影像的亮度，設定各光源丨〇R〜：! 0B 量。亦即’直方圖解析部7 ] b具有作爲本發明的光量 手段之機能。又，有關利用直方圖的亮度檢測方法， 直方圖解析部71b之光量το的設定方法，可使用與 第1實施形態同樣的方法。 另一方面’亮度檢測部7 j c會—邊參照LU 丁（ 表）一邊根據環境光量訊號來設定減光所容許的範圍 光範圍）° LU τ爲規定視聽環境的亮度（環境光量） 析部 所被 分別 綠色 30Β 成部 定部 入影 時間 數的 此直 的光 設定 及於 上述 一覽 (減 與所 -19- (17) (17)200426401 被谷許的最大減光重（最大減光量）R m的關係之控制」 表，減光範圍會被設定成減光量爲其最大減光量Rm以下 的範圍。就此LUT而言，例如圖12所示，環境光毚越 大，則最大減光量Rm越小，當視聽環境明亮時，減光範 圍會形成狹窄。亦即’亮度檢測手段7 1 c具有作爲本發明 的亮度檢測手段及減光範圍設定手段之機能。 又，所被設定的光量T0及減光範圍會被輸入光量設 定部7 1 d，決定在此實際利用於光源控制的光量T及影像 | 訊號的展開量P0。有關光量T及展開量P0的設定方法可 利用與上述第1實施形態同樣的方法。 因此，就本實施形態而言，在環境光量較大時，全體 影像要比通常更爲明亮顯示，因此即使是在明亮的房間裡 也不會有感覺到影像亮度不足，可享受高品質的投射影 像。 (第3實施形態） _ 其次，邊參照圖1 3，圖1 4邊說明有關本發明之第3 實施形態的投射型顯示裝置。並且，在本實施形態中，針 對與上述第1實施形態同樣的部位賦予相同的符號，且省 略其説明。 圖I 3是表示本實施形態之投射型顯示裝置的控制裝 置8 0的構成方塊圖。本實施形態是在於檢測螢幕增益’ 亦即環境光量，可按照此增益來自動地設定減光範圍。亦 即，在本實施形態中，除了外部輸入裝置，亦即供以輸入 -20- (18) (18)200426401 影像訊號的訊號輸入裝置1 〇 1以外，還設有用以檢測出來 自螢幕的反射光量之光感測器（利用資訊輸入手段） 1 04。在進行影像顯示之前，於螢幕顯示例如全面白的影 像，藉由光感測器1 04來測定該影像的反射光量。有關光 感測器1 04所檢測之來自螢幕的反射光量的資訊可作爲反 射光量訊號來輸入控制裝置8 0。 控制裝置8 0具備： 畫像解析部（調光手段）8 1，其係根據影像訊號及反 射光量訊號來設定各光源10R〜10B的光量T及各色影像 訊號的展開量P0 ;及 光源控制驅動器84，其係根據設定於該畫像解析部 81的光量調節量來驅動光源10R〜10B ;及 畫像處理部（影像訊號展開手段）8 2，其係根據所被 設定的展開量P0來展開各色的影像訊號；及 面板驅動器8 3，其係將該展開的各色影像訊號分別 供應給紅色光用液晶光閥30R (圖5中的化面板），綠色 光用液晶光閥30G ( G面板），藍色光用液晶光閥30B (B面板）。 如圖14所示，畫像解析部8 1具備：直方圖作成部 8 1 a，直方圖解析部8 I b，增益檢測部8 1 c及光量設定部 8 1d。 在畫像解析部8 1中，若由訊號輸入部1 01來輸入影 像訊號，則會利用直方圖作成部8 1 a來作成每單位時間 (]圖框期間）的訊號中所含的畫素資料之每個灰階數的 -21 - (19) (19)200426401 出現度數分布（直方圖）。直方圖解析部8 1 b會根據此直 方圖來檢測出影像的亮度，設定各光源！ 0R〜〗〇B的光 量。亦即，直方圖解析部81b具有作爲本發明的光量設定 手段之機能。又，有關利用直方圖的亮度檢測方法，及於 直方圖解析部8 1 b之光量TO的設定方法，可使用與上述 第1實施形態同樣的方法。 另一方面，增益檢測部8 1 c會根據反射光量訊號來檢 測螢幕增益。又，一邊參照LUT (—覽表）一邊根據螢幕 增益來設定減光所容許的範圍（減光範圍）。LUT爲規定 螢幕增益與所被容許的最大減光量（最大減光量）Rm的 關係之控制表。就此LUT而言，螢幕增益越大，則最大 減光量Rm會越大，在對比度低的顯示狀態中，減光範圍 會形成狹窄。又，減光範圍會被設定成減光量爲其最大減 光量Rm以下的範圍。亦即，增益檢測部8 1 c具有作爲本 發明的增益檢測手段及減光範圍設定手段之機能。 又’所被設定的光量T0及減光範圍會被輸入光量設 定部8 1 d，決定在此實際利用於光源控制的光量T及影像 訊號的展開量P0。有關光量T及展開量P0的設定方法可 利用與上述第1實施形態同樣的方法。 因此，本實施形態中，螢幕增益越大，則減光量越 大，所以可防止因螢幕的不同而造成影像品質的降低。亦 即，投射影像的對比度越大，根據調光的灰階再現效果會 越大。如此的影像對比度並非只有顯示裝置本身的性能， 也會隨著所投射的螢幕而變化，例如螢幕增益大，影像的 -22- (20) (20)200426401 ^ It度會變大，相反的，若增益小，則對比度會變小。因 比匕’如本構成所示，可按照螢幕增益來調節調光量，而使 能夠取得不會隨著螢幕的不同而有所差異，經常保持同樣 品質的投射影像。 又，本發明的技術範圍並非限於上述實施形態，只要 不脫離本發明的主旨範圍，亦可實施各種的變更。 例如，本實施形態中雖是使用由 LED等所構成的3 個色光源，在分別控制發光量或發光期間的情況下調節光 量，但亦可取而代之，在從光源射出的光的光軸上設置由 遮光板及液晶裝置等所構成的調光手段，利用此調光手段 g周節來自光源的射出光的光量。具體而言，可藉由調節液 晶裝置的光透過率，調節液晶裝置的光透過期間，調節遮 光板的移動量，調節遮光板的移動期間等的方法來調節射 出光量。 又’圖1所示投射型顯示裝置的構成只不過是一個例 子，亦可採用除此以外的構成。 具體而言，投射型顯示裝置的構成亦可具備： 光源，及 色分離手段’其係使由該光源射出的光分離成複數的 色光；及 光調變手段，其係對應於所被分離的各色來設置；及 色合成手段’其係合成藉由各光調變手段而調變的色 光；及 ίχ射手lx ’其係投射合成於色合成手段的光。 -23- (21) (21)200426401 此情況是直接控制光源來進行光量調節，或者在光源 與光5周變手段之間或光調變手段的射出側設置調光手段來 _ 進行光量調節。 又’上述貫施形態中雖是舉一利用液晶光閥來作爲光 調變手段的投射型顯示裝置爲例，但亦可將本發明適用於 使用DMD來作爲光調變手段的投射型顯示裝置。 【圖式簡單說明】 φ 圖1是表示本發明之第丨實施形態的投射型顯示裝置 的槪略構成圖。 圖2是表示投射型顯示裝置的控制裝置的構成方塊 圖。 圖3是表示控制裝置的要部構成方塊圖。 圖4是用以說明在投射型顯示裝置中由影像訊號來決 定光源控制訊號的第1方法。 圖5是用以說明第2方法。 φ 圖6是用以說明第3方法。 圖7是用以說明在投射型顯示裝置中由光源控制訊號 來決定畫像控制訊號的方法。 圖8是用以說明決定畫像控制訊號的方法。 圖9是用以說明決定畫像控制訊號的方法。 圖1 〇是表示本發明之第2實施形態的投射型顯示裝 置的控制裝置的構成方塊圖。 圖Π是表示控制裝置的要部構成方塊圖。 - 24 - (22) (22)

200426401 圖12是用以說明在投射型顯示裝置中由環境光量訊 號來決定最大減光量的方法^ 圖1 3是表示本發明之第3實施形態的投射型顯示裝 置的控制裝置的構成方塊圖。 圖1 4是表示控制裝置的要部構成方塊圖。 [主要元件符號說明] 10R，10G，10B...光源 2 0R ’ 20G，2 0B···液晶光閥（光調變手段） 40...投射手段 61…畫像解析部（調光手段） 61b ’ 71b，8 lb.·.直方圖解析部（光量設定手段） 61c.··減光範圍設定手段 62，72，82·.·畫像處理部（影像訊號展開手段） 7 1 c…亮度檢測手段（減光範圍設定手段） 8 1 c…增益檢測手段（減光範圍設定手段） 102，103，104…利用資訊輸入手段 P0，Pm，P’.·.展開量 -25-

Claims (1)

1. (1) (1)200426401 拾、申請專利範圍 1. 一種照明裝置，係用以照明投射型顯示裝置的光調 變手段，其特徵係具備： 光源；及 調光手段，其係根據影像資訊及利用資訊來調節上述 光源的光量。 2·—種照明裝置，其特徵係上述調光手段具有·· 光量設定手段，其係根據影像資訊來設定上述光源的 光量；及 減光範圍設定手段，其係根據利用資訊來設定容許減 光的減光範圍； 又’上述調光手段係根據所被設定的光量來調節上述 光源的光量，且禁止超過上述減光範圍的減光。 3 ·如申請專利範圍第2項之照明裝置，其中當上述被 設定的光量之減光量超過上述減光範圍時，光源會根據上 述減光範圍内的減光量來調節該光量。 4 ·如申請專利範圍第1〜3項的任一項所述之照明裝 置，其中上述利用資訊可以手動來指定。 5 ·如申請專利範圍第1〜3項的任一項所述之照明裝 置，其中具備檢測出投射影像的視聽環境的亮度之亮度檢 測手段； 上述減光範圍設定手段係根據視聽環境的亮度來設定 上述減光範圍。 6 ·如申請專利範圍第1〜3項的任一項所述之照明裝 (2) (2)200426401 置，其中具備檢測出顯示投射影像的螢幕的增益之增益檢 測手段； 上述減光範圍設定手段係根據上述增益來設定上述減 光範圍。 7.—種投射型顯示裝置，其特徵係具備： 照明裝置，其係申請專利範圍第1〜6項的任一項所 記載者； 光調變手段，其係調變自上述照明裝置所射出的光， 而形成影像光；及 投射手段，其係投射上述影像光。 8 .如申請專利範圍第7項之投射型顯示裝置，其中具 備：根據上述光源的.減光量來展開上述影像訊號之影像訊 號展開手段。 9 .如申請專利範圍第8項之投射型顯示裝置，其中上 述影像訊號展開手段係於上述光量設定手段所設定的光量 之減光量爲上述減光範圍内時，以形成上述光量的倒數之 展開量來展開上述影像訊號，當上述設定的光量之減光量 爲上述減光範圍外時，以比上述倒數更大的展開量來展開 上述影像訊號。 1 〇. —種投射型顯示裝置的驅動方法，係申請專利範 圍第8或9項之投射型顯示裝置，其特徵爲： 根據利用資訊來設定容許減光的減光範圍； 根據單位時間的影像訊號來使光源的光量調節於上述 範圍内，且根據上述光源的減光量來展開上述影像訊號， -27- (3) 200426401 將此被展開的影像sJl 5虎供給至上述光§周變手段，藉此來形 成影像。 -28-