JP3804254B2

JP3804254B2 - LCD projection device

Info

Publication number: JP3804254B2
Application number: JP03329798A
Authority: JP
Inventors: 正幸鈴木
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-02-16
Filing date: 1998-02-16
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2018-02-16
Also published as: JPH11234539A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ライトバルブ（液晶表示パネル）を使用して投写画像を形成して投写面上に投写する液晶プロジェクション装置に関し、さらに詳しくは、周辺照度に左右されずに常に適切なガンマ補正を行い、映像信号を再現性良く忠実に再現可能なガンマ補正回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶プロジェクション装置においては、映像信号にガンマ補正を施して、液晶ライトバルブの駆動電圧−透過率特性がリニアとなるようにし、映像信号の白レベルから黒レベルまでの各階調を忠実に再現するようにしている。
【０００３】
ここで、映像信号のコントラストの表示可能な装置ダイナミックレンジは、光源輝度と装置効率で規定される白レベル照度と、白レベル照度を予め設定されているコントラスト比で除して得られる黒レベル照度とによって規定される。従来の液晶プロジェクション装置では、この装置ダイナミックレンジにおけるガンマ補正値を予め指定されているガンマ特性に基づき演算して記憶しておき、このガンマ補正値を用いて映像信号に対して一義的なガンマ補正を施している。
【０００４】
しかしながら、液晶ライトバルブの駆動電圧−透過率特性等には個体差があるので、一義的なガンマ補正を施したのでは、適切なリニアリティー特性が得られず、従って、映像信号を忠実に再現することができない。この弊害を解決するために、例えば、特開平６−１６１３８４号公報では、液晶ガンマ補正回路において、液晶ライトバルブの印加信号に対する輝度を実際に測定し、測定した輝度に基づきガンマ補正値を発生させることにより、液晶ライトバルブの個体間のバラツキに起因してガンマ補正が適切に行われなくなることを回避している。同様な方法は特開平５−６４０３７号公報にも開示されている。この公報においても、液晶表示装置の入力電圧に対する輝度出力を測定し、測定結果に基づきガンマ補正値を演算することにより、液晶ライトバルブの個体間のバラツキ要因を除去するようにしている。さらに、特開平６−１０５３２６号公報にも同様な方法が開示されている。この公報に開示された方法は、映像信号処理装置において、ブラウン管の輝度を検出し、検出した輝度に基づきガンマ補正回路の制御を行うことにより、赤、緑、青の各信号系回路間で異なるブラウン管の発光特性を精度良くガンマ補正し、個体間のバラツキ要因を除去するものである。
【０００５】
一方、従来におけるガンマ補正方法としては、特開平６−６８２０号公報に記載されているように、映像信号の平均レベル（ＡＰＬ）が設定範囲よりも高い場合や低い場合に映像信号の輝度レベルの可変範囲が狭くなり、液晶ディスプレイの表示画面のコントラストが低くなることを回避するために、複数のガンマ補正メモリを備え、映像信号の平均レベルに応じたガンマ補正値を用いて映像信号のガンマ補正を行うものが知られている。
【０００６】
さらに、従来におけるガンマ補正方法としては、特開平６−８３２８７号公報に記載されているように、液晶パネルの使用環境の明るさを検出し、検出結果に基づき、映像信号の動作基準レベル（明るさ）、振幅（コントラスト）、ガンマ補正特性等を切り換えて、明るい環境下のでの視認性を向上させるようにしたものが知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来における液晶プロジェクション装置のガンマ補正方法は、基本的には、光源輝度と装置効率で規定される白レベル照度と、白レベル照度をコントラスト比で除して得られる黒レベル照度との間を、表示可能な装置ダイナミックレンジであると設定している。そして、この装置ダイナミックレンジにおけるガンマ補正値を、予め指定されているガンマ特性を用いて演算し、演算されたガンマ補正値に基づき、映像信号に対してアナログあるいはデジタル的な回路手段によって一義的にガンマ補正を施すようにしている。
【０００８】
このようなプロジェクション装置では、装置性能が最大限に発揮される使用環境下、例えば暗室では、最適なリニアリティー特性が得られるようなガンマ補正を映像信号に施すことが可能である。しかし、或る程度明るい使用環境下、例えば、室内照明のある会議室では、装置ダイナミックレンジは、装置周辺照度が加算された白レベル照度および黒レベル照度によって規定される。この結果、装置ダイナミックレンジが全体として白レベル側にシフトするので、一義的に設定されているガンマ補正値を用いて映像信号に対してガンマ補正を施しても、最適なリニアリティー特性を得ることができない。例えば、黒レベル側の階調性が損なわれ、映像を忠実に再現できなくなってしまう。
【０００９】
例えば、表１に示すように、プロジェクション装置における白レベル照度Ｔ（ｍａｘ）を４０００Ｌｘとし、コントラスト比を４００とすれば、黒レベル照度Ｔ（ｍｉｎ）は１０Ｌｘ（４０００Ｌｘ／４００）となり、これら白レベル照度(100%)から黒レベル照度(0%)までの範囲が、表示可能な装置ダイナミックレンジとして設定される。この場合、白レベルと黒レベルの間の中間レベル照度Ｔ（５０％）は２００Ｌｘである。すなわち、この中間レベル照度は、白レベル照度に対するコントラスト比が１／２０であり、黒レベル照度に対するコントラスト比が２０である。
【００１０】
このように設定されている場合に、例えば、周辺照度が１００Ｌｘ上がったとする。この場合には、白レベル照度Ｔ（ｍａｘ）は４１００Ｌｘ、黒レベル照度Ｔ（ｍｉｎ）は１１０Ｌｘ、中間レベル照度Ｔ（５０％）は３００Ｌｘとなる。この結果、白レベル照度と黒レベル照度のコントラスト比は３７（４１００Ｌｘ／１１０Ｌｘ）に低下してしまう。また、白レベル照度と中間レベル照度のコントラスト比は約１４（４１００Ｌｘ／３００Ｌｘ）に低下する。同様に、中間レベル照度と黒レベル照度のコントラスト比も約３（３００Ｌｘ／１１０Ｌｘ）に低下する。
【００１１】
【表１】

【００１２】
このように、プロジェクション装置の周辺照度が上がると、全体としてコントラスト比が低下すると共に、特に、中間レベル照度と黒レベル照度のコントラスト比が著しく低下するので、黒レベル側の階調性が著しく損なわれ、忠実な映像信号の再現性が損なわれるおそれがある。
【００１３】
このような問題点は、近年、プロジェクション装置の投写画像照度が大幅に向上し、従来においては室内を暗くして使用していたプロジェクション装置が、通常の照明環境下で使用されるようになったことにより、顕在化したものである。
【００１４】
本発明の課題は、この点に鑑みて、使用環境の明るさに左右されずに、最適なリニアリティー特性が得られるように映像信号に対してガンマ補正を施すことのできる液晶プロジェクション装置のガンマ補正回路を提案することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明のプロジェクション装置のガンマ補正回路は、周辺照度を検出する照度検出手段と、光源強度および装置効率により規定される白レベル照度に、前記照度検出手段によって検出された周辺照度を加算して実照射白レベル照度を算出する実照射白レベル照度算出手段と、前記白レベル照度を予め設定されているコントラスト比で除して得られた黒レベル照度に、前記照度検出手段によって検出された周辺照度を加算して実照射黒レベル照度を算出する実照射黒レベル照度算出手段と、前記実照射白レベル照度および前記実照射黒レベル照度によって規定される装置ダイナミックレンジにおける各階調のコントラスト比を一定とするガンマ補正値を予め指定されているガンマ特性に基づき演算するガンマ補正値演算手段と、ガンマ補正値を記憶する書き換え可能な記憶手段と、前記ガンマ補正値演算手段によって算出されたガンマ補正値で前記記憶手段の内容を更新するガンマ補正値書き換え手段と、Ｎビット（Ｎは正の整数）のデジタル映像信号に対して、前記記憶手段に記憶されているガンマ補正値に基づきガンマ補正を施して、Ｎビット以上のデジタル映像信号を発生させるガンマ補正手段とを有し、当該ガンマ補正手段によってガンマ補正が施された後の前記デジタル映像信号により前記液晶ライトルブを制御して投写画像を形成するようにしている。
【００１６】
ここで、周辺照度に基づき装置ダイナミックレンジを求め、当該装置ダイナミックレンジにおけるガンマ補正値を算出する代わりに、想定される複数の装置ダイナミックレンジに対応する複数のガンマ補正値を予め記憶しておき、検出された周辺照度に対応するガンマ補正値を記憶手段から読みだして、映像信号に対するガンマ補正を行うようにしてもよい。
【００１７】
このようなガンマ補正を行う液晶プロジェクション装置のガンマ補正回路は、周辺照度を検出する照度検出手段と、複数のガンマ補正値を記憶している記憶手段と、前記照度検出手段によって検出された周辺照度に基づき、前記記憶手段に記憶されている複数の前記ガンマ補正値のうちの一つを選択するガンマ補正値選択手段と、Ｎビット（Ｎは正の整数）のデジタル映像信号に対して、前記ガンマ補正値選択手段によって選択されたガンマ補正値を用いてガンマ補正を施して、Ｎビット以上のデジタル映像信号を発生させるガンマ補正手段とを有する構成とすればよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明を適用した液晶プロジェクション装置のガンマ補正装置を説明する。
【００１９】
図１には、本発明の第１の実施の形態に係る液晶プロジェクション装置の主要部分の概略構成を示してある。液晶プロジェクション装置１は、ガンマ補正装置２を有し、このガンマ補正装置２にはデジタル化された映像信号が供給される。例えば、８ビットのデジタル映像信号（ＲＧＢ信号）が供給される。ガンマ補正装置２では、供給されたデジタル映像信号に対してガンマ補正値を用いてガンマ補正を施して、８ビットの映像信号、あるいは８ビット以上、例えば１２ビットの映像信号を、表示デバイス駆動回路３に出力する。
【００２０】
表示デバイス駆動回路３では、供給されたガンマ補正後の映像信号を表示デバイス、本例では液晶ライトバルブ４の仕様に従った駆動信号に変換して、当該液晶ライトバルブ４に供給する。この結果、液晶ライトバルブ４には映像信号に対応した画像が形成される。
【００２１】
なお、液晶ライトバルブ４には、液晶プロジェクション装置の光源からの光束が照射しており、当該液晶ライトバルブ４を経て画像情報が担持された変調光束は、投写光学系を介して投写面上に拡大投写される。これらの構成は、液晶プロジェクション装置における一般的な構成であるので、図示を省略してある。
【００２２】
次に、ガンマ補正装置２は照度センサ２１を備えている。この照度センサ２１は、液晶プロジェクション装置の投写光学系が配置される装置前面に向かう指向性を発揮するような向きに配置され、投写面上の照度を測定する。照度センサ２１によって測定された投写面上の照度はガンマ補正値演算回路２２に供給される。ガンマ補正値演算回路２２は、ガンマ補正値記憶回路２３に予め記憶されている装置白レベル照度Ｔ（ｍａｘ）と、装置黒レベル照度Ｔ（ｍｉｎ）を読みだして、それぞれに照度センサ２１によって測定された投写面上の照度Ｔａを加算して、実照射白レベル照度Ｔａ（ｍａｘ）と実照射黒レベル照度Ｔａ（ｍｉｎ）を算出する。なお、装置白レベル照度Ｔ（ｍａｘ）と装置黒レベル照度Ｔ（ｍｉｎ）は、装置調整時に測定してガンマ補正値記憶回路２３に記憶させて、個体間のバラツキ要因を除去することが望ましい。
【００２３】
また、ガンマ補正値演算回路２２は、算出した実照射白レベル照度Ｔａ（ｍａｘ）と実照射黒レベル照度Ｔａ（ｍｉｎ）によって規定される装置ダイナミックレンジにおけるガンマ補正値を、予め設定されているガンマ特性、本例では２．５乗で計算する。計算して求まったガンマ補正値を８ビットあるいあ８ビット以上のデジタル値の形態に変換して、ガンマ補正値書き換え回路２４に供給する。
【００２４】
ガンマ補正値書き換え回路２４は、ガンマ補正値記憶回路２３に記憶されているガンマ補正値を、ガンマ補正値演算回路２２から供給されたガンマ補正値で更新する。このようにして投写面照度に応じて求められたガンマ補正値が、ガンマ補正値記憶回路２３に記憶される。
【００２５】
ガンマ補正回路２５は、ガンマ補正値記憶回路２３に記憶されているガンマ補正値を用いて、入力される映像信号にガンマ補正を施し、補正後の映像信号を表示デバイス駆動回路３の側に出力する。
【００２６】
以上のように、本例のプロジェクション装置１のガンマ補正装置２においては、装置の使用環境によって変化する実照射白レベルおよび実照射黒レベル、すなわち装置ダイナミックの変化に対して、常に装置設計者が意図したリニアリティーが得られるようなガンマ補正を映像信号の施すことができる。従って、忠実に再現された投写画像を得ることができる。
【００２７】
例えば、表２には、周囲光が０Ｌｘ、１００Ｌｘ、２００Ｌｘおよび５００Ｌｘの場合において従来のように一義的に定まったガンマ補正を行った場合における白を１００％、黒を０％としたときの中間調である７５％、５０％および２５％の場合の照度を表示してある。なお、基準となるのは表の左端の列における周囲光が０Ｌｘの場合である。この場合には、従来技術の欄で説明したように、周囲光が明るくなるのに伴って黒レベルの側の階調性が低下してしまう。
【００２８】
【表２】

【００２９】
すなわち、図３のグラフから分かるように、周囲光が０Ｌｘの場合には、白レベルから黒レベルの間のコントラスト比は特性Ａ１で示すようにリニア関係を保持している。しかるに、周囲光の明るさが増加すると、特性Ｂ１（周囲光１００Ｌｘ）、Ｃ１（周囲光２００Ｌｘ）、Ｄ１（周囲光５００Ｌｘ）で示すように、リニアー特性が阻害される。この結果、中間調、特に黒レベル側の階調性が低下する。
【００３０】
しかし、本例のプロジェクション装置１のガンマ補正装置２によれば、周囲光の明るさに応じたガンマ補正が実行されるので、表３に示すように、各階調のコントラス比が一定となるように補正されるので、黒レベルの側の階調性が低下することを回避できる。すなわち、図４のグラフから分かるように、周囲光の明るさの程度に左右されずに、コントラスト比のリニアリティーが保持される。すなわち、特性Ａ２（周囲光０Ｌｘ）、特性Ｂ２（周囲光１００Ｌｘ）、Ｃ２（周囲光２００Ｌｘ）、Ｄ２（周囲光５００Ｌｘ）の何れの場合においてもリニアリティーが保持される。
【００３１】
【表３】

【００３２】
ここで、表２および表３を比較すると分かるように、本例のガンマ補正装置２によって、周囲光の明るさに応じて、表４に示すような補正が行われることになる。すなわち、図５のグラフに示すような特性Ｂ３（周囲光１００Ｌｘ）、Ｃ３（周囲光２００Ｌｘ）、Ｄ３（周囲光５００Ｌｘ）の補正が施される。ここで、周囲光が０Ｌｘの場合には補正は不要であるので、横軸が周囲光０Ｌｘの場合の補正特性Ａ３である。
【００３３】
【表４】

【００３４】
次に、図２には本発明の第２の実施の形態に係る液晶プロジェクション装置の主要部分の概略構成を示してある。この図に示す液晶プロジェクション装置１０も上記の液晶プロジェクション装置と基本的な部分は同一構成である。しかし、本例の液晶プロジェクション装置１０のガンマ補正装置６は、上記のガンマ補正装置２におけるガンマ補正値演算回路２２およびガンマ補正値書き換え回路２４の代わりに、ガンマ補正値選択回路６１を備えている。その他のガンマ補正装置６の構成はガンマ補正装置２と同一である。
【００３５】
ガンマ補正値選択回路６１は、照度センサ２１の出力電圧を、内部基準電位と比較し、装置周辺照度Ｔａがどの範囲にあるのかを判別する。判別結果はガンマ補正値記憶回路２３に出力される。
【００３６】
本例では、例えば、ガンマ補正値選択回路６１は、装置周辺照度Ｔａを、１０Ｌｘ以下、１０から３０Ｌｘ、３０から１００Ｌｘ、１００Ｌｘ以上の４段階で判定する。判定結果は、２ビット制御信号の形態でガンマ補正値記憶回路２３に供給される。ガンマ補正値記憶回路２３には、予め装置平均白レベル、装置平均黒レベル、装置周辺照度、要求するガンマ特性（本例では例えば２．５乗）等の諸条件に基づき演算された４組のガンマ補正値が記憶されている。ガンマ補正値選択回路６１から供給される２ビット制御信号に基づき、ガンマ補正回路２５に供給するガンマ補正値を切り換える。
【００３７】
このように構成したガンマ補正装置６を用いた場合においても、、装置の使用環境によって変化する実照射白レベルおよび実照射黒レベル、すなわち装置ダイナミックの変化に対して、常に装置設計者が意図したリニアリティーが得られるようなガンマ補正を映像信号の施すことができる。従って、忠実に再現された投写画像を得ることができる。
【００３８】
ここで、上記の各実施例においては、照度センサー２１によって装置周辺照度Ｔａを検出し、この照度を予め記憶されている装置白レベル照度および装置黒レベル照度に加算して実照射白レベル照度および実照射黒レベル照度を算出し、これらにより規定される装置ダイナミックレンジにおけるガンマ補正値を計算するようにしている。このようにする代わりに、ガンマ補正値演算回路２２において、照度センサー２１によって検出された装置周辺照度Ｔａを予め記憶されている装置白レベル照度および装置黒レベル照度に加算して実照射白レベル照度および実照射黒レベル照度を算出し、この結果から、実現可能なコントラストを直接に演算し、得られたコントラストに相応するガンマ補正値を計算するようにしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液晶プロジェクション装置においては、装置周辺照度を測定し、測定値に基づき設定される装置ダイナミックレンジにおけるガンマ補正値を求め、当該ガンマ補正値により映像信号にガンマ補正を施すようにしている。あるいは、装置周辺照度に対応した複数のガンマ補正値を予め記憶しておき、測定した装置周辺照度に対応するガンマ補正値により映像信号にガンマ補正を施すようにしている。従って、本発明によれば、使用環境の照度が異なっている場合においても、常に、最適なリニアリティー特性が得られるように映像信号に対してガンマ補正を施すことができる。よって、映像信号を再現性良く、しかも忠実に再生できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクション装置のガンマ補正装置の部分を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクション装置のガンマ補正装置の部分を示す概略ブロック図である。
【図３】ガンマ補正が一義的に定まっている場合の周囲光によるコントラスト比の影響を示すグラフである。
【図４】本発明のガンマ補正装置によって補正された場合における異なる周囲光の下でのコントラスト比を示すグラフである。
【図５】本発明のガンマ補正装置における周囲光に応じた補正特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１液晶プロジェクション装置
２ガンマ補正装置
２１照度センサ
２２ガンマ補正値演算回路
２３カンマ補正値記憶回路
２４ガンマ補正値書き換え回路
２５ガンマ補正回路
１０液晶プロジェクション装置
６ガンマ補正装置
６１ガンマ補正値選択回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal projection apparatus that uses a liquid crystal light valve (liquid crystal display panel) to form a projected image and project it onto a projection surface. More specifically, the present invention relates to an appropriate gamma correction that is not affected by ambient illuminance. The present invention relates to a gamma correction circuit that can reproduce a video signal faithfully with good reproducibility.
[0002]
[Prior art]
In conventional liquid crystal projection devices, gamma correction is applied to the video signal so that the drive voltage-transmittance characteristics of the liquid crystal light valve are linear, and each gradation from the white level to the black level of the video signal is faithfully reproduced. Like to do.
[0003]
Here, the device dynamic range in which the contrast of the video signal can be displayed is the white level illuminance defined by the light source luminance and the device efficiency, and the black level illuminance obtained by dividing the white level illuminance by a preset contrast ratio. And is prescribed by In a conventional liquid crystal projection device, a gamma correction value in the device dynamic range is calculated and stored based on a pre-specified gamma characteristic, and the gamma correction value is used to uniquely define a video signal. Has been given.
[0004]
However, since there are individual differences in the drive voltage-transmittance characteristics, etc. of the liquid crystal light valve, an appropriate linearity characteristic cannot be obtained with a unique gamma correction, and therefore the video signal is faithfully reproduced. I can't. In order to solve this problem, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-161384, the liquid crystal gamma correction circuit actually measures the luminance of the applied signal of the liquid crystal light valve and generates a gamma correction value based on the measured luminance. As a result, it is avoided that gamma correction is not properly performed due to variations among individual liquid crystal light valves. A similar method is also disclosed in JP-A-5-64037. Also in this publication, the luminance output with respect to the input voltage of the liquid crystal display device is measured, and the gamma correction value is calculated based on the measurement result, thereby eliminating the variation factor among the individual liquid crystal light valves. Furthermore, a similar method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-105326. The method disclosed in this publication differs among red, green, and blue signal system circuits by detecting the luminance of a cathode ray tube and controlling the gamma correction circuit based on the detected luminance in the video signal processing apparatus. Gamma correction of the emission characteristics of the CRT with high accuracy eliminates the variation factor between individuals.
[0005]
On the other hand, as a conventional gamma correction method, as described in JP-A-6-6820, when the average level (APL) of the video signal is higher or lower than the set range, the luminance level of the video signal is adjusted. In order to avoid narrowing the variable range and lowering the contrast of the display screen of the liquid crystal display, multiple gamma correction memories are provided, and gamma correction of the video signal using gamma correction values according to the average level of the video signal. Is known to do.
[0006]
Further, as a conventional gamma correction method, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-83287, the brightness of the usage environment of the liquid crystal panel is detected, and based on the detection result, the operation reference level (brightness) of the video signal is detected. It is known to improve visibility in a bright environment by switching the amplitude (contrast), gamma correction characteristics, and the like.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
A conventional gamma correction method for a liquid crystal projection apparatus basically includes a white level illuminance defined by light source luminance and apparatus efficiency and a black level illuminance obtained by dividing the white level illuminance by a contrast ratio. The device dynamic range that can be displayed is set. Then, a gamma correction value in the apparatus dynamic range is calculated using a predetermined gamma characteristic, and the video signal is uniquely determined by analog or digital circuit means based on the calculated gamma correction value. Gamma correction is applied.
[0008]
In such a projection apparatus, it is possible to perform a gamma correction on the video signal so as to obtain an optimal linearity characteristic in a use environment where the apparatus performance is maximized, for example, in a dark room. However, in a somewhat bright usage environment, for example, in a conference room with indoor lighting, the device dynamic range is defined by the white level illuminance and the black level illuminance to which the device ambient illuminance is added. As a result, the device dynamic range as a whole shifts to the white level side, so that optimal linearity characteristics can be obtained even when gamma correction is performed on the video signal using a uniquely set gamma correction value. Can not. For example, the gradation on the black level side is impaired, and the video cannot be reproduced faithfully.
[0009]
For example, as shown in Table 1, if the white level illuminance T (max) in the projection apparatus is 4000 Lx and the contrast ratio is 400, the black level illuminance T (min) is 10 Lx (4000 Lx / 400). A range from illuminance (100%) to black level illuminance (0%) is set as a displayable device dynamic range. In this case, the intermediate level illuminance T (50%) between the white level and the black level is 200 Lx. That is, this intermediate level illuminance has a contrast ratio with respect to the white level illuminance of 1/20 and a contrast ratio with respect to the black level illuminance of 20.
[0010]
In such a case, for example, it is assumed that the ambient illuminance has increased by 100 Lx. In this case, the white level illuminance T (max) is 4100 Lx, the black level illuminance T (min) is 110 Lx, and the intermediate level illuminance T (50%) is 300 Lx. As a result, the contrast ratio between the white level illuminance and the black level illuminance is reduced to 37 (4100 Lx / 110 Lx). Further, the contrast ratio between the white level illuminance and the intermediate level illuminance is reduced to about 14 (4100 Lx / 300 Lx). Similarly, the contrast ratio between the intermediate level illuminance and the black level illuminance is also reduced to about 3 (300 Lx / 110 Lx).
[0011]
[Table 1]

[0012]
Thus, when the ambient illuminance of the projection apparatus increases, the contrast ratio as a whole decreases, and in particular, the contrast ratio between the intermediate level illuminance and the black level illuminance decreases remarkably, so the gradation on the black level side is significantly impaired. This may impair the reproducibility of the faithful video signal.
[0013]
In recent years, the projection image illuminance of the projection device has been greatly improved, and the projection device that has been used in a dark room has been used in a normal lighting environment. It has become obvious.
[0014]
In view of this point, an object of the present invention is to provide a gamma correction for a liquid crystal projection apparatus capable of performing a gamma correction on a video signal so as to obtain an optimal linearity characteristic regardless of the brightness of the use environment. To propose a circuit.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the gamma correction circuit of the projection apparatus according to the present invention detects the ambient level illuminance detecting means and the white level illuminance defined by the light source intensity and the apparatus efficiency by the illuminance detecting means. The actual irradiated white level illuminance calculating means for calculating the actual irradiated white level illuminance by adding the peripheral illuminance, and the black level illuminance obtained by dividing the white level illuminance by a preset contrast ratio, Actual irradiation black level illuminance calculation means for calculating the actual irradiation black level illuminance by adding the peripheral illuminance detected by the illuminance detection means, and the apparatus dynamic range defined by the actual irradiation white level illuminance and the actual irradiation black level illuminance Gamma correction that calculates a gamma correction value that keeps the contrast ratio of each gradation constant in, based on a pre-specified gamma characteristic An arithmetic means, a rewritable storage means for storing a gamma correction value, a gamma correction value rewriting means for updating the contents of the storage means with the gamma correction value calculated by the gamma correction value arithmetic means, and N bits (N Is a positive integer) digital video signal, and a gamma correction unit that performs gamma correction based on the gamma correction value stored in the storage unit to generate a digital video signal of N bits or more, The liquid crystal light valve is controlled by the digital video signal after the gamma correction is performed by the gamma correction means to form a projected image.
[0016]
Here, instead of calculating the device dynamic range based on the ambient illuminance and calculating the gamma correction value in the device dynamic range, a plurality of gamma correction values corresponding to a plurality of assumed device dynamic ranges are stored in advance. The gamma correction value corresponding to the detected ambient illuminance may be read from the storage means and the gamma correction may be performed on the video signal.
[0017]
The gamma correction circuit of the liquid crystal projection apparatus that performs such gamma correction includes an illuminance detection unit that detects peripheral illuminance, a storage unit that stores a plurality of gamma correction values, and a peripheral illuminance detected by the illuminance detection unit. And gamma correction value selection means for selecting one of the plurality of gamma correction values stored in the storage means, and N bit (N is a positive integer) digital video signal, It may be configured to include gamma correction means for performing gamma correction using the gamma correction value selected by the gamma correction value selection means and generating a digital video signal of N bits or more.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A gamma correction apparatus for a liquid crystal projection apparatus to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a main part of the liquid crystal projection apparatus according to the first embodiment of the present invention. The liquid crystal projection device 1 has a gamma correction device 2 to which a digitized video signal is supplied. For example, an 8-bit digital video signal (RGB signal) is supplied. In the gamma correction device 2, the supplied digital video signal is subjected to gamma correction using a gamma correction value, and an 8-bit video signal or an 8-bit or more, for example, 12-bit video signal is displayed on a display device driving circuit. 3 is output.
[0020]
In the display device drive circuit 3, the supplied video signal after the gamma correction is converted into a drive signal according to the specifications of the display device, in this example, the liquid crystal light valve 4, and supplied to the liquid crystal light valve 4. As a result, an image corresponding to the video signal is formed on the liquid crystal light valve 4.
[0021]
The liquid crystal light valve 4 is irradiated with a light beam from the light source of the liquid crystal projection device, and the modulated light beam carrying the image information via the liquid crystal light valve 4 is projected onto the projection surface via the projection optical system. Enlarged projection. Since these configurations are general configurations in a liquid crystal projection apparatus, illustration thereof is omitted.
[0022]
Next, the gamma correction device 2 includes an illuminance sensor 21. The illuminance sensor 21 is arranged in such a direction as to exhibit directivity toward the front of the apparatus on which the projection optical system of the liquid crystal projection apparatus is arranged, and measures the illuminance on the projection surface. The illuminance on the projection surface measured by the illuminance sensor 21 is supplied to the gamma correction value calculation circuit 22. The gamma correction value calculation circuit 22 reads the device white level illuminance T (max) and the device black level illuminance T (min) stored in advance in the gamma correction value storage circuit 23, and each of them is measured by the illuminance sensor 21. The actual illumination white level illuminance Ta (max) and the actual illumination black level illuminance Ta (min) are calculated by adding the illuminance Ta on the projected surface. The device white level illuminance T (max) and the device black level illuminance T (min) are preferably measured during device adjustment and stored in the gamma correction value storage circuit 23 to remove the variation factor between individuals.
[0023]
Further, the gamma correction value calculation circuit 22 sets a gamma correction value in a device dynamic range defined by the calculated actual irradiation white level illuminance Ta (max) and actual irradiation black level illuminance Ta (min) to a preset gamma. The characteristic, in this example, is calculated by the power of 2.5. The calculated gamma correction value is converted into a digital value format of 8 bits or 8 bits and supplied to the gamma correction value rewriting circuit 24.
[0024]
The gamma correction value rewriting circuit 24 updates the gamma correction value stored in the gamma correction value storage circuit 23 with the gamma correction value supplied from the gamma correction value calculation circuit 22. The gamma correction value obtained in accordance with the projection plane illuminance in this way is stored in the gamma correction value storage circuit 23.
[0025]
The gamma correction circuit 25 performs gamma correction on the input video signal using the gamma correction value stored in the gamma correction value storage circuit 23 and outputs the corrected video signal to the display device drive circuit 3 side. To do.
[0026]
As described above, in the gamma correction apparatus 2 of the projection apparatus 1 of this example, the apparatus designer always responds to changes in the actual irradiation white level and the actual irradiation black level, that is, the apparatus dynamics, which change depending on the use environment of the apparatus. The video signal can be subjected to gamma correction so as to obtain the intended linearity. Accordingly, it is possible to obtain a projection image that is faithfully reproduced.
[0027]
For example, Table 2 shows the intermediate values when white is set to 100% and black is set to 0% when the gamma correction is uniquely determined as in the conventional case when the ambient light is 0Lx, 100Lx, 200Lx and 500Lx. Illuminance in the case of 75%, 50%, and 25%, which are keys, is displayed. The reference is the case where the ambient light in the leftmost column of the table is 0Lx. In this case, as described in the section of the prior art, the gradation on the black level side is lowered as the ambient light becomes brighter.
[0028]
[Table 2]

[0029]
That is, as can be seen from the graph of FIG. 3, when the ambient light is 0 Lx, the contrast ratio between the white level and the black level maintains a linear relationship as indicated by the characteristic A1. However, when the brightness of the ambient light increases, the linear characteristics are inhibited as indicated by characteristics B1 (ambient light 100Lx), C1 (ambient light 200Lx), and D1 (ambient light 500Lx). As a result, the gradation of the halftone, particularly the black level side is lowered.
[0030]
However, according to the gamma correction device 2 of the projection device 1 of the present example, gamma correction according to the brightness of the ambient light is executed, so that the contrast ratio of each gradation becomes constant as shown in Table 3. Therefore, it is possible to avoid a decrease in gradation on the black level side. That is, as can be seen from the graph of FIG. 4, the linearity of the contrast ratio is maintained regardless of the brightness level of the ambient light. That is, the linearity is maintained in any of the characteristics A2 (ambient light 0Lx), characteristics B2 (ambient light 100Lx), C2 (ambient light 200Lx), and D2 (ambient light 500Lx).
[0031]
[Table 3]

[0032]
Here, as can be seen by comparing Table 2 and Table 3, the gamma correction apparatus 2 of this example performs the correction shown in Table 4 according to the brightness of the ambient light. That is, the characteristics B3 (ambient light 100Lx), C3 (ambient light 200Lx), and D3 (ambient light 500Lx) are corrected as shown in the graph of FIG. Here, since the correction is unnecessary when the ambient light is 0Lx, the horizontal axis represents the correction characteristic A3 when the ambient light is 0Lx.
[0033]
[Table 4]

[0034]
Next, FIG. 2 shows a schematic configuration of a main part of a liquid crystal projection apparatus according to the second embodiment of the present invention. The liquid crystal projection apparatus 10 shown in this figure has the same basic configuration as the liquid crystal projection apparatus. However, the gamma correction device 6 of the liquid crystal projection device 10 of this example includes a gamma correction value selection circuit 61 instead of the gamma correction value calculation circuit 22 and the gamma correction value rewriting circuit 24 in the gamma correction device 2 described above. . Other configurations of the gamma correction device 6 are the same as those of the gamma correction device 2.
[0035]
The gamma correction value selection circuit 61 compares the output voltage of the illuminance sensor 21 with the internal reference potential and determines in which range the device ambient illuminance Ta is. The discrimination result is output to the gamma correction value storage circuit 23.
[0036]
In this example, for example, the gamma correction value selection circuit 61 determines the apparatus ambient illuminance Ta in four stages of 10 Lx or less, 10 to 30 Lx, 30 to 100 Lx, 100 Lx or more. The determination result is supplied to the gamma correction value storage circuit 23 in the form of a 2-bit control signal. In the gamma correction value storage circuit 23, four sets of values calculated in advance based on various conditions such as the device average white level, device average black level, device ambient illuminance, and required gamma characteristics (for example, 2.5th power in this example). The gamma correction value is stored. Based on the 2-bit control signal supplied from the gamma correction value selection circuit 61, the gamma correction value supplied to the gamma correction circuit 25 is switched.
[0037]
Even when the gamma correction device 6 configured in this way is used, the device designer always intended the actual irradiation white level and the actual irradiation black level that change depending on the use environment of the device, that is, the change in device dynamics. Gamma correction can be applied to the video signal so as to obtain linearity. Accordingly, it is possible to obtain a projection image that is faithfully reproduced.
[0038]
Here, in each of the above embodiments, the illuminance sensor 21 detects the device ambient illuminance Ta, and adds the illuminance to the device white level illuminance and the device black level illuminance stored in advance, The actual irradiation black level illuminance is calculated, and the gamma correction value in the apparatus dynamic range defined by these is calculated. Instead of this, the gamma correction value calculation circuit 22 adds the device peripheral illumination level Ta detected by the illumination sensor 21 to the device white level illumination and device black level illumination stored in advance, and the actual illumination white level illumination Also, the actual irradiation black level illuminance may be calculated, and from this result, a realizable contrast may be directly calculated, and a gamma correction value corresponding to the obtained contrast may be calculated.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, in the liquid crystal projection apparatus of the present invention, the illuminance around the apparatus is measured, the gamma correction value in the apparatus dynamic range set based on the measurement value is obtained, and the video signal is subjected to gamma correction by the gamma correction value. I try to give it. Alternatively, a plurality of gamma correction values corresponding to the device peripheral illuminance are stored in advance, and the video signal is subjected to gamma correction using the measured gamma correction values corresponding to the device peripheral illuminance. Therefore, according to the present invention, it is possible to perform gamma correction on a video signal so that an optimal linearity characteristic can always be obtained even when the illuminance of the usage environment is different. Therefore, the video signal can be reproduced with good reproducibility and faithfully.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a part of a gamma correction device of a projection device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic block diagram showing a part of a gamma correction device of a projection device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the influence of contrast ratio due to ambient light when gamma correction is uniquely determined.
FIG. 4 is a graph showing the contrast ratio under different ambient light when corrected by the gamma correction apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing correction characteristics according to ambient light in the gamma correction apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal projection apparatus 2 Gamma correction apparatus 21 Illuminance sensor 22 Gamma correction value calculating circuit 23 Comma correction value storage circuit 24 Gamma correction value rewriting circuit 25 Gamma correction circuit 10 Liquid crystal projection apparatus 6 Gamma correction apparatus 61 Gamma correction value selection circuit

Claims

In a projection device that modulates light from a light source with a liquid crystal light valve and displays it on a projection surface,
Illuminance detection means for detecting ambient illuminance;
An actual irradiated white level illuminance calculating means for calculating the actual irradiated white level illuminance by adding the peripheral illuminance detected by the illuminance detecting means to the white level illuminance defined by the light source intensity and the apparatus efficiency
The actual irradiation black level for calculating the actual irradiation black level illuminance by adding the peripheral illuminance detected by the illuminance detection means to the black level illuminance obtained by dividing the white level illuminance by a preset contrast ratio. Illuminance calculating means;
Gamma correction value calculation means for calculating a gamma correction value for making the contrast ratio of each gradation constant in the apparatus dynamic range defined by the actual irradiation white level illuminance and the actual irradiation black level illuminance based on a predetermined gamma characteristic When,
Rewritable storage means for storing gamma correction values;
Gamma correction value rewriting means for updating the contents of the storage means with the gamma correction value calculated by the gamma correction value calculating means;
Gamma correction means for performing a gamma correction on an N-bit (N is a positive integer) digital video signal based on a gamma correction value stored in the storage means to generate a digital video signal of N bits or more; Have
A liquid crystal projection apparatus, wherein a projected image is formed by controlling the liquid crystal light valve by the digital video signal after the gamma correction is performed by the gamma correction means.