图像投影装置和图像投影方法
图像投影装置和图像投影方法
【技术领域】
[0001 ]本发明设及一种图像投影装置和一种图像投影方法。
【背景技术】
[0002] 常规地，在DLP?投影机中，为了改变关于每个图像模式的亮度或色调，采用改变波 形(灯波形）的技术，所述波形代表供应到光源的电力上的时间变化，所述光源根据所供应 电力发出具有照度的光，从而改变关于每种模式的亮度或色调。
[0003] 例如，日本专利No. 5494415已公开一种在聚焦调整时改变高对比度灯波形W易于 聚焦调整的技术。投影机的对比度被定义为全屏白投影的亮度和全屏黑投影的亮度之间的 比率。
[0004] 但是，在常规技术中，在全屏白投影和全屏黑投影中都输出相同的灯波形；因此， 存在不可能获得足够对比度的问题。
【发明内容】
[000引本发明之目的是至少部分地解决常规技术中的问题。
[0006] 根据一个实施方式，提供一种图像投影装置，包括:光源，所述光源构造成根据所 供应的电力发出具有照度的光;色轮，所述色轮构造成将来自所述光源的光顺序地传送过 沿圆周方向布置的多个彩色滤光器;光调制元件，所述光调制元件构造成根据表示输入图 像数据的输入信号来调制传送过所述色轮的光的强度，从而形成图像；W及选择控制器，所 述选择控制器构造成当所述输入信号的照度值等于或小于第一阔值时，从第一灯波形和第 二灯波形中选择所述第二灯波形，所述第一灯波形表示在第一模式中供应到所述光源的电 力上的时间变化，所述第二灯波形表示在第二模式中供应到所述光源的电力上的时间变 化。在所述第二模式中所述图像的亮度低于所述第一模式中所述图像的亮度。
[0007] 根据另一实施方式，提供一种由图像投影装置实施的图像投影方法，所述图像投 影装置包括:光源，所述光源构造成根据所供应的电力发出具有照度的光;色轮，所述色轮 构造成将来自所述光源的光顺序地传送过沿圆周方向布置的多个彩色滤光器；W及光调制 元件，所述光调制元件构造成根据表示输入图像数据的输入信号来调制传送过所述色轮的 光的强度，从而形成图像，所述方法包括：当所述输入信号的照度值等于或小于第一阔值 时，从第一灯波形和第二灯波形中选择所述第二灯波形，所述第一灯波形表示在第一模式 中供应到所述光源的电力上的时间变化，所述第二灯波形表示在第二模式中供应到所述光 源的电力上的时间变化，在所述第二模式中所述图像的亮度低于所述第一模式中所述图像 的亮度。
[0008] 通过参考附图阅读本发明的当前优选实施方式的W下详细说明，本领域技术人员 能够更好地理解本发明的上述和其它目的、特征、优点及技术和工业重要性。
【附图说明】
[0009] 图1是根据一个实施方式的投影机的透视图；
[0010] 图2示出色轮的示例；
[0011] 图3示出投影机的硬件构造的示例；
[0012] 图4示出灯光源的构造的示例；
[0013] 图5示出主要控制单元的功能构造的示例；
[0014] 图6示出用于高亮度模式的灯波形的示例；
[0015] 图7示出用于色调优先模式的灯波形的示例；
[0016] 图8示出用于低亮度模式的灯波形的示例；
[0017] 图9示出适光发光度(photopic luminosity)函数；
[0018] 图10示出相应于色调优先模式的灯波形W及低亮度模式的灯波形的每个区段的 电流幅度比率；
[0019] 图11是投影机操作的示例的流程图。
【具体实施方式】
[0020] W下参照附图详细解释根据本发明的图像投影装置、图像投影方法和程序的示例 性实施方式。
[0021] 图1示出根据本发明的作为图像投影装置的投影机(色顺序型投影机）1的整体结 构的示例。如图1所示，从灯光源发出的光首先进入色轮2。
[0022] 图2示出根据实施方式的色轮2的示例。色轮2将从灯光源发出的光顺序传送过沿 圆周方向布置的多个彩色滤光器(下文起，可被称为"区段"）。即，色轮2将来自灯光源的白 光转换成多种颜色的光并将被转换的光W时分方式输出。在图2的示例中，色轮2包括用于 将来自灯光源的白光转换成青绿色光的青绿色滤光器，只是让白光从中通过的白（透明）色 滤光器，用于将白光转换成红色光的红色滤光器，用于将白光转换成黄色光的黄色滤光器， 用于将白光转换成绿色光的绿色滤光器，用于将白光转换成蓝色光的蓝色滤光器，W及用 于将白光转换成說蓝色光的說蓝色滤光器，
[0023] 顺便提及，每种彩色滤光器的形状是扇形，每个的圆屯、角被设置为预设的值。在图 2的示例中，青绿色滤过器的圆屯、角被设置为40度，白色滤过器的圆屯、角被设置为90度，红 色滤过器的圆屯、角被设置为60度，黄色滤过器的圆屯、角被设置为30度，绿色滤过器的圆屯、 角被设置为60度，蓝色滤过器的圆屯、角被设置为60度，W及說蓝色滤过器的圆屯、角被设置 为20度;但是，彩色滤光器的圆屯、角不限于此。
[0024] 回到图1继续说明，从色轮2射出的光经过光隧道3,并经由中继透镜4及诸如柱面 镜5和凹面镜6等多个面镜而进入光调整元件7。从色轮2到凹面镜6的部分可被称为照明光 学系统。
[0025] 在本实施方式中，光调制元件7由数字微镜器件(DMD)组成，所述DMD具有由多个微 镜组成的矩形镜表面，且微镜根据代表输入图像数据的输入信号而被驱动，由此处理和反 射入射光从而形成指定图像;但是光调制元件7不限于此。简而言之，只要具有根据输入信 号调制传送过色轮2的光的强度而形成图像的功能，光调制元件7可为任何事物。DMD开关根 据输入信号开/关每个微镜，从而选择要供应到投影光学系统的光。供应到投影光学系统的 光经过多个投影透镜(未示出）由此被扩展，并投影到投影表面如屏幕上。通过将W时分方 式投影的不同颜色图像彼此叠置而产生一个彩色图像。
[0026] 图3示出根据本实施方式的投影机1的硬件结构的示例。为便于解释，在图3中示出 实现本发明所需的最少部件;但是，投影机1的部件不限于运些。如图3所示，投影机1包括主 控制单元10、灯控制单元11、光调制元件控制单元12、灯光源20、色轮2和光调制元件7。
[0027] 主控制单元10控制投影机1总体的操作。在本例中，主控制单元10将同步信号发送 到色轮2、灯控制单元11和光调制元件控制单元12,并同步地驱动它们，从而W时分方式产 生不同的彩色图像。主控制单元10的具体性质将在后续说明。
[0028] 在主控制单元10的控制下，光调制元件控制单元12控制并使得光调制元件7根据 输入信号调制传送过色轮2的光的强度W形成图像。
[0029] 灯光源20根据所供应的电力发出具有照度的光。更具体地，如图4所示，灯光源20 包括真空管部31、在高压下封闭在真空管部31内的水银32、安装在真空管部31内的一对电 极33和发射器34。水银32通过一对电极33的放电而发光，由此灯光源20起到光源作用。在本 例中，灯光源20可指的是光源。另外，在本例中，灯光源20由交流方波驱动，并且交流方波的 输出由灯控制单元11控制。
[0030] 回到图3继续说明。在主控制单元10的控制下，灯控制单元11控制供应到灯光源20 的电力。在本例中，根据被投影彩色图像（由光调制元件7形成的彩色图像）的图像质量(亮 度、对比度等)对于几种模式类型的每一种，灯控制单元11记录表示供应到灯光源20的电力 上的时间变化的灯波形。在本例中，提供彩色图像亮度在最大值的高亮度模式，重点放在彩 色图像色调的色调优先模式，W及彩色图像的亮度在最小值的低亮度模式作为几种模式类 型;灯控制单元11记录根据运些模式的相应灯波形。尽管随后将说明灯控制单元11的更多 具体性质，但在主控制单元10的控制下，灯控制单元11选择任何灯波形并根据所选灯波形 控制供应到灯光源20的电力。
[0031] 接下来，解释主控制单元10的具体 性质。图5示出主控制单元10的功能结构的示 例。如图5所示，主控制单元10包括光信号接收单元101，照度值检测单元102和选择控制单 元103。为便于解释，在图5中只示出与本发明相关的功能;但是，主控制单元10具有功能不 限于运些。顺便提及，在本例中，主控制单元10具有包括CPU、用于在其内存储程序的存储设 备等，并且主控制单元10的功能(输入信号接收单元101、照度值检测单元102和选择控制单 元103)由执行程序的CPU实现。但是，不仅如此，主控制单元10的至少部分功能可由专口硬 件电路(例如，半导体集成电路等)实现。
[0032] 输入信号接收单元101从外部接收输入信号。照度值检测单元102检测由输入信号 接收单元101接收的输入信号的照度值。例如，照度值检测单元102可将由输入信号接收单 元101接收的输入信号分解成与图2所示色轮2所包括的多个彩色滤光器一一对应的多组不 同的彩色图像数据，并检测关于每组不同的彩色图像数据中所包括的每个像素(彩色信息 的最小单元)的照度值。作为检测照度值的方法，可使用各种公知的技术。
[0033] 当输入信号的照度值等于或小于第一阔值时，选择控制单元103执行从第一灯波 形和第二灯波形中选择第二灯波形的控制，所述第一灯波形表示在第一模式中供应到所述 灯光源20的电力上的时间变化，所述第二灯波形表示在第二模式中供应到所述灯光源20的 电力上的时间变化，其中在第二模式中图像(所投影彩色图像）的亮度低于第一模式中的。 另一方面，当输入信号的照度值超过第一阔值时，选择控制单元103执行选择第一灯波形的 控制。上述第一阔值可为例如可允许最大照度值的5%。在本实施方式中，当输入信号是黑 色图像数据（更具体地，全屏黑图像数据)时，选择控制单元103执行选择第二灯波形的控 审IJ。另外，当输入信号不是黑色图像数据（即，当输入信号的照度值超过第一阔值时），选择 控制单元103执行选择第一灯波形的控制。
[0034] 如上所述，在本实施方式中，灯控制单元11记录用于高亮度模式的灯波形，用于色 调优先模式的灯波形，W及用于低亮度模式的灯波形。高亮度模式或色调优先模式可被称 为第一模式。用于高亮度模式的灯波形或用于色调优先模式的灯波形可被称为第一灯波 形。关于色轮2内所包括的多个彩色滤光器用来自灯光源20的光照射的每个周期，第一灯波 形也可被认为是在第一模式中表示供应到灯光源20的电力设定值的信息。顺便提及，可构 造成只提供高亮度模式和色调优先模式中的任一个，或者可构造成除了高亮度模式和色调 优先模式W外，还提供图像亮度高于低亮度模式的一个或多个模式。
[0035] 另外，低亮度模式可被称为第二模式；用于低亮度模式的灯波形可被称为第二灯 波形。关于色轮2内所包括的多个彩色滤光器用来自灯光源20的光照射的每个周期，第二灯 波形也可被认为是在第二模式中表示供应到灯光源20的电力设定值的信息，所述第二模式 中图像亮度低于第一模式中的。
[0036] 在本实施方式中，当输入信号为黑色图像数据时，选择控制单元103指示灯控制单 元11选择用于低亮度模式的灯波形（第二灯波形）（从其它观点来看，指示选择低亮度模 式）。当已收到该指示时，灯控制单元11选择用于低亮度模式的灯波形，并根据用于低亮度 模式的灯波形控制供应到灯光源20的电力。另外，在本实施方式中，当输入信号不是黑色图 像数据时，选择控制单元103指示灯控制单元11选择用于高亮度模式的灯波形或用于色调 优先模式的灯波形（第一灯波形）（从其它观点来看，指示选择高亮度模式或色调优先模 式）。例如，当高亮度模式或色调优先模式已由用户提前指定(选择)时，选择控制单元103指 示灯控制单元11选择用于指定模式的灯波形。当已收到运一指示时，灯控制单元11根据指 示选择用于高亮度模式的灯波形或用于色调优先模式的灯波形，并根据所选择的灯波形控 制供应到灯光源20的电力。
[0037] 在本实施方式中，灯控制单元11可被认为根据由选择控制单元103选择的灯波形 (第一灯波形或第二灯波形)控制供应到灯光源20的电力。在本例中，灯控制单元11可被称 作光源控制器。
[0038] 图6示出用于高亮度模式的灯波形的一个循环；图7示出用于色调优先模式的灯波 形的一个循环；W及图8示出用于低亮度模式的灯波形的一个循环。灯波形示出对于相应于 色轮2的颜色的区段(彩色滤光器），用来自灯光源20的光照射的每个周期供应到灯光源20 的电力的值(设定值）（在图6到8的示例中，示出电流幅值比率的设定值）。通过在灯波形之 间切换，可改变色彩亮度的平衡。通常，对于相应于颜色的各自区段用来自灯光源20的光照 射的每个周期设定一个电流幅值比率;但是，不仅如此，例如，对于一个区段用来自灯光源 20的光照射的周期可设置多个电流幅值比率。顺便提及，对于灯波形的一个循环，功率（电 能)被固定，所W平均电流幅值比率是100%。
[0039] 图9是说明适光发光度函数的图。发光度函数表示人眼对于同样光能的每个波长 的亮度的敏感度。峰敏感度在明亮地方是555nm波长，发光度函数是对于该最大敏感度的比 率。在偏离该峰的红色和蓝色波长中，对于人眼来说会觉得暗;在包括峰的绿色波长中，对 于人眼来说会觉得亮。即，经过色轮2的红和蓝区段的光对人眼来说觉得暗;经过白、绿、青 绿和黄区段的光对于人眼来说觉得亮。因此，如果增加相应于红和蓝区段的电流幅值比率， 并降低相应于白、绿、青绿和黄区段的电流幅值比率，则彩色图像的整体亮度变低(暗）。
[0040] 运里，投影机1的对比度被定义为在全屏白投影中的亮度与全屏黑投影中的亮度 的比率。在本实施方式中，在全屏黑投影中切换到降低所投影彩色图像的亮度的灯波形(第 二灯波形)是其中一个特征。因此，可提高对比度。
[0041] 在本实施方式中，第二灯波形(在本例中，用于低亮度模式的灯波形)被设置成使 得在相应于红色的彩色滤光器与相应于蓝色的彩色滤光器的至少任一个用来自灯光源20 的光照射的周期内供应到灯光源20的电力值变得比在第一灯波形中的值大(在本例中，用 于高亮度模式的灯波形或用于色调优先模式的灯波形）。更具体地，第二灯波形被设置成使 得对于波长555皿具有5%或更低透射率的彩色滤光器用来自灯光源20的光照射的周期中， 供应到灯光源20的电力的值变得比第一灯波形中的大。进一步地，第二灯波形被设置成使 得对于波长555nm具有90%或更高透射率的彩色滤光器用来自灯光源20的光照射的周期 中，供应到灯光源20的电力的值变得比第一灯波形中的小。W下具体说明。
[0042] 在本实施方式中，在用于高亮度模式的灯波形中，相应于对于波长555nm具有90% 或更高透射率的白、黄、绿和青绿区段(彩色滤光器)的电流幅值比率被设置成高值，相应于 对于波长555nm具有5%或更低透射率的红、蓝和說蓝区段的电流幅值比率被设置成低值。 另外，在用于色调优先模式的灯波形中，相应于白区段的电流幅值比率被设置成低值，而相 应于要加亮的其它颜色的电流幅值比率被设置成高值。另外，在用于低亮度模式的灯波形 中，相应于对于波长555nm具有90%或更高透射率的白、黄、绿和青绿区段的电流幅值比率 被设置成低值，相应于对于波长555nm具有5%或更低透射率的红、蓝和說蓝区段的电流幅 值比率被设置成高值。顺便提及，为了保护灯，类似于图8所示用于低亮度模式的灯波形中 的蓝区段，电流幅值比率可在区段用来自灯光源20的光照射的周期内改变。
[0043] 在W下说明中，用于色调优先模式的灯波形被作为第一灯波形的示例。图10示出 每个区段的角度(圆屯、角），相应于用于色调优先模式的灯波形(第一灯波形）的每个区段的 电流幅值比率，W及相应于低亮度模式的灯波形(第二灯波形)的每个区段的电流幅值比率 的示例。
[0044] 运里，整个区段的平均电流幅值比率Aave由W下等式（1)定义，其中θη表示第η区段 的角度，An表示第η区段的电流幅值比率。
[0045]
(1)
[0046] 首先， 关注用于色调优先模式的灯波形上。在用于色调优先模式的灯波形中，整个 区段的平均电流幅值比率Aave被W下等式(2)计算成"100"。
[0047]
[0048] 另外，在用于色调优先模式的灯波形中，对于波长555nm具有90%或更高透射率的 白、黄、绿、青绿区段的平均电流幅值比率A^ave可被W下等式(3)算出为巧4.5"。
[0049]
[0050] 另外，在用于色调优先模式的灯波形中，对于波长555nm具有5%或更低透射率的 红、蓝和說蓝区段的平均电流幅值比率A"ave可被W下等式(4)算出为"124"。
[0051]
[0052] 接下来，关注用于低亮度模式的灯波形。在用于低亮度模式的灯波形中，，对于波 长555nm具有90%或更高透射率的白、黄、绿、青绿区段的平均电流幅值比率B^ave可被W下 等式(5)算出为"67.2"，发现该值比用于色调优先模式的灯波形中的值（由等式(3)得到的 巧4.5")小。当对于波长555nm具有90%或更高透射率的区段的平均电流幅值比率W运种方 式被大大降低时，可确定是导致彩色图像具有低亮度的波形。
[0053]
巧）
[0054] 另外，在用于低亮度的灯波形中，对于波长555皿具有5%或更低透射率的红、蓝和 說蓝区段的平均电流幅值比率B"ave可被W下等式(6)算出为"15Γ，发现该值比用于色调优 先模式的灯波形中的值（由等式(4)得到的"124")大。当对于波长555nm具有5%或更低透射 率的区段的平均电流幅值比率W运种方式被大大增加时，可确定是导致彩色图像具有低亮 度的波形。
[0055]
(6)
[0056] 顺便提及，在灯波形的电流幅值比率上设置上下限。在本实施方式中，设置第二灯 波形使得在相应于红色的彩色滤光器与相应于蓝色的彩色滤光器的至少任一个由来自灯 光源20的光照射的周期内，供应到灯光源20的电力的值变成等于或大于可允许最大值的 90 %。另外，在本实施方式中，设置第二灯波形使得在相应于白色的彩色滤光器由来自灯光 源20的光照射的周期内，供应到灯光源20的电力的值变成等于或小于可允许最小值的 110%。
[0057] 接下来，用图11解释根据本实施方式的投影机1的操作的示例。图11的步骤S1基于 运样的前提:灯控制单元11选择第一灯波形(在本例中，用于高亮度模式的灯波形或用于色 调优先模式的灯波形），并根据第一灯波形控制供应到灯光源20的电力。即，基于用第一灯 波形驱动灯光源20的前提。然后，每次主控制单元10的输入信号接收单元101接收输入信 号，照度值检测单元102检测所接收输入信号的照度值(步骤S2)。如上所述，例如照度值检 测单元102可将由输入信号接收单元101接收的输入信号分解成与图2所示色轮2所包括的 多个彩色滤光器一一对应的多组不同彩色图像数据，并检测与不同彩色图像数据的每一组 中所包括的每个像素相应的照度值。
[0058] 然后，主控制单元10的选择控制单元103根据步骤S2的检测结果确定输入信号是 否是黑色图像数据(步骤S3)。例如，当在步骤S2中检测到组成输入信号并与在色轮2所包括 的多个彩色滤光器一一对应的多组不同彩色图像数据的所有像素的照度值是〇%(假设可 允许最大照度值是100%)时，选择控制单元103可确定输入信号是全屏黑图像数据。当在步 骤S3的结果是否认(步骤S3为否）时，向前重复步骤S1的过程。另一方面，当在步骤S3的结果 是确认（步骤S3为是）时，选择控制单元103执行选择第二灯波形的控制（步骤S4)。如上所 述，选择控制单元103指示灯控制单元11选择第二灯波形。当已接收该指示时，灯控制单元 11选择第二灯波形(从第一灯波形切换到第二灯波形），并根据第二灯波形控制供应到灯光 源20的电力。因此，将投影机1的模式从第一模式(在本例中，高亮度模式或色调优先模式） 切换到第二模式(在本例中，低亮度模式），其中在第一模式中灯光源20被用第一灯波形驱 动，在第二模式中灯光源20被用第二灯波形驱动。
[0059] 顺便提及，在本例中，当选择控制单元103在步骤S3确定由输入信号接收单元101 接收的输入信号是黑色图像数据时，选择控制单元103立刻执行选择第二灯波形的控制。即 通过输入只一帖全屏黑图像数据执行灯波形的切换;但是，如果所投影图像(彩色图像）的 亮度频繁改变，在观看者眼睛中会看出闪烁现象。因此，选择控制单元103可构造成例如当 由输入信号接收单元101接收的输入信号是黑色图像数据的状态已持续预定的一段时间时 (例如，当在预定数量的帖上连续接收的输入信号都是黑色图像数据时），执行选择第二灯 波形的控制。
[0060] 步骤S4之后，每次输入信号接收单元101接收到输入信号，照度值检测单元102再 次检测所接收输入信号的照度值(步骤S5)。然后，选择控制单元103根据步骤S5的检测结果 确定输入信号是黑色图像数据(步骤S6)。当在步骤S6的结果是否认(步骤S6为否）时，选择 控制单元10 3执行选择第一灯波形的控制（步骤S 7)。在本例中，选择控制单元10 3指示灯控 制单元11选择第一灯波形(用于高亮度模式的灯波形或用于色调优先模式的灯波形），所述 第一灯波形就在选择第二灯波形之前已被选择。灯控制单元11根据来自选择控制单元103 的指令选择第一灯波形(从第二灯波形切换到第一灯波形），并根据所选择的第一灯波形控 制供应到灯光源20的电力。因此，投影机1的模式再次切换到第一模式。
[0061] 另一方面，当步骤S6的结果是确认(步骤S6为是)时，选择控制单元103继续第二模 式，在第二模式中灯光源20用第二灯波形驱动(步骤S8)，并向前重复步骤S5的过程。
[0062] 如上所述，在本实施方式中，当输入信号是黑色图像数据，控制从第一灯波形和第 二灯波形中的选择时，执行第二灯波形，其中第一灯波形指示在第一模式(在本例中，高亮 度模式或色调优先模式）中供应到灯光源20的电力的时间变化，第二灯波形指示在第二模 式(在本例中，低亮度模式）中供应到灯光源20的电力的时间变化，在第二模式中彩色图像 的亮度低于第一模式中的。即，在全屏黑投影时，通过切换到降低所投影颜色图像亮度的灯 波形，可实现改善投影机1的对比度的有利效果。
[0063] 如上说明本发明的实施方式;但是，上述实施方式是作为示例展示，并不意味着限 制本发明的范围。本发明不限于上述实施方式，而可通过改变部件的实施形式而在不背离 本发明范围的情况下实现。另外，通过适当组合W上实施方式所讨论的多种部件可开发各 种发明。例如，可去除W上实施方式所示某些部件。
[0064] 另外，根据本实施方式可W运样的方式提供由投影机1执行的程序:该程序W可安 装或可执行文件格式被记录在计算机可读存储介质，如CD-ROM、软盘(抑）、CD-R、数字多功 能盘(DVD)或通用串行总线(USB)优盘，或可通过网络如Internet提供或分发。另外，各种程 序可提前构建到非易失性记录介质如ROM中。
[0065] 变型
[0066] W下说明实施方式的变型。顺便提及，下述变型可与上述实施方式任意组合，或 者，下述变型中的一部分变型可任意组合。
[0067] 在上述实施方式中，当输入信号不是黑色图像数据（即当输入信号照度值是0% 时)时，选择控制单元103执行选择第二灯波形的控制;但是，不仅如此，选择控制单元103可 构造成例如当输入信号的照度值是可允许最大照度值的5%或更低时，执行选择第二灯波 形的控制。简而言之，选择控制单元103只是必须构造成在输入信号的照度值等于或小于第 一阔值时执行选择第二灯波形的控制。
[0068] 例如，当指示多组不同彩色图像数据中各自最大值的照度值都等于或小于第一阔 值时，选择控制单元103可执行选择第二灯波形的控制，所述多组不同彩色图像组成输入信 号并与色轮2所包括的多个彩色滤色器一一对应。
[0069] 另外，例如，当组 成输入信号并与多个彩色滤色器一一对应的多组不同彩色图像 数据中的某些图像数据的照度值等于或小于第一阔值时，选择控制单元103可执行选择第 二灯波形的控制。例如，当组成输入信号并与多个彩色滤色器一一对应的多组不同彩色图 像数据中，对于波长555nm与具有90%或更高透射率的彩色滤光器相应的彩色图像数据的 照度值等于或小于第一阔值时，选择控制单元103可执行选择第二灯波形的控制。
[0070] 另外，例如，当与多个彩色滤色器一一对应的多组不同彩色图像数据的照度值的 平均值等于或小于第一阔值时，选择控制单元103可执行选择第二灯波形的控制。
[0071] 另外，输入信号照度值的检测可W整个屏幕为目标，或可W部分屏幕为目标。例 如，对于如先前准备在投影机1侧上的菜单屏幕叠置在作为目标的输入信号的屏幕外的区 域W外的区域，可检测照度值。
[0072] 另外，例如，由输入信号表示的图像数据所包括的多个像素中照度值等于或小于 第一阔值的像素数等于或小于第二阔值时，选择控制单元103可执行不选择第二灯波形的 控制。
[0073] 另外，例如，可在检测到输入信号的照度值等于或小于第一阔值之后立刻应用第 二灯波形的选择，或可在该状态已持续一段预定时间后应用。即，当输入信号的照度值等于 或小于第一阔值的状态已持续一段预定时间时，选择控制单元103可执行选择第二灯波形 的控制。
[0074] 另外，例如，选择控制单元103根据输入信号的照度值控制灯光源20的平均电力为 可变的，并且当灯光源20的平均电力等于或小于第Ξ阔值(相应于第一阔值的值)时，选择 控制单元103可执行选择第二灯波形的控制。如此，可在灯光源20的电力经过一定时间后变 得稳定时执行灯波形的切换。
[0075] 另外，例如，根据第二灯波形的选择，选择控制单元103可进行切换表示输入信号 照度值与所投影图像(彩色图像)亮度之间相应关系的伽玛特性的控制。
[0076 ]根据本发明一个实施方式，可改善对比度。
[OOW]尽管出于完整和清楚公开之目的参照【具体实施方式】说明了本发明，但所附权利要 求并不因此受到限制，而应理解为包括本领域技术人员能够做出的完全落入本文阐释的基 本教导中之各种修改和替换结构。
【主权项】
1. 一种图像投影装置，包括： 光源，所述光源构造成根据所供应的电力发出具有照度的光； 色轮，所述色轮构造成将来自所述光源的光顺序地传送过沿圆周方向布置的多个彩色 滤光器； 光调制元件，所述光调制元件构造成根据表示输入图像数据的输入信号来调制传送过 所述色轮的光的强度，从而形成图像；以及 选择控制器，所述选择控制器构造成当所述输入信号的照度值等于或小于第一阈值 时，从第一灯波形和第二灯波形中选择所述第二灯波形，所述第一灯波形表示在第一模式 中供应到所述光源的电力上的时间变化，所述第二灯波形表示在第二模式中供应到所述光 源的电力上的时间变化，在所述第二模式中所述图像的亮度低于所述第一模式中所述图像 的亮度。2. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，当所述输入信号的照度值超过所述第一阈 值时，所述选择控制器选择所述第一灯波形。3. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述第一阈值是可允许最大照度值的5%。4. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，当所述输入信号是黑色图像数据时，所述 选择控制器选择所述第二灯波形。5. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述第二灯波形被设置成使得在相应于红 色的彩色滤光器和相应于蓝色的彩色滤光器中的至少一个用来自所述光源的光照射的周 期内供应到所述光源的电能的值变得比在所述第一灯波形中的大。6. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述第二灯波形被设置成使得在对于波长 555nm具有5%或更低透射率的彩色滤光器用来自所述光源的光照射的周期内供应到所述 光源的电能的值变得比在所述第一灯波形中的大。7. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述第二灯波形被设置成使得在对于波长 555nm具有90%或更高透射率的彩色滤光器用来自所述光源的光照射的周期内供应到所述 光源的电能的值变得比在所述第一灯波形中的小。8. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述第二灯波形被设置成使得在相应于红 色的彩色滤光器和相应于蓝色的彩色滤光器中的至少一个用来自所述光源的光照射的周 期内供应到所述光源的电能的值变成等于或大于可允许最大值的90%。9. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述第二灯波形被设置成使得在相应于白 色的彩色滤光器用来自所述光源的光照射的周期内供应到所述光源的电能的值变成等于 或小于可允许最小值的110 %。10. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述第二模式是所述图像的亮度在最小 值的模式。11. 如权利要求1所述的图像投影装置，还包括光源控制器，所述光源控制器构造成根 据由所述选择控制器选择的灯波形来控制供应到所述光源的电能。12. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，当由所述输入信号表示并与所述多个彩 色滤光器一一对应的多组彩色图像数据中，与对于波长555nm具有90%或更高透射率的彩 色滤光器相应的彩色图像数据的照度等于或小于所述第一阈值时，所述选择控制单元选择 所述第二灯波形。13. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，当由所述输入信号表示的图像数据中所 包括的多个像素中，各具有等于或小于所述第一阈值的像素的数量等于或小于第二阈值 时，所述选择控制器不选择所述第二灯波形。14. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，当所述输入信号的所述照度值等于或小 于所述第一阈值的状态已持续一预设的时间段时，所述选择控制单元选择所述第二灯波 形。15. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中， 所述选择控制器控制所述光源的平均电力根据所述输入信号的照度值可变;并且 当所述光源的平均电力等于或小于第三阈值时，所述选择控制器选择所述第二灯波 形。16. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述选择控制器根据所述第二灯波形的 选择切换表示所述输入信号的照度与所述图像的亮度之间相应关系的伽玛特性。17. -种由图像投影装置实施的图像投影方法，所述图像投影装置包括:光源，所述光 源构造成根据所供应的电力发出具有照度的光;色轮，所述色轮构造成将来自所述光源的 光顺序地传送过沿圆周方向布置的多个彩色滤光器；以及光调制元件，所述光调制元件构 造成根据表示输入图像数据的输入信号来调制传送过所述色轮的光的强度，从而形成图 像，所述方法包括： 当所述输入信号的照度值等于或小于第一阈值时，从第一灯波形和第二灯波形中选择 所述第二灯波形，所述第一灯波形表示在第一模式中供应到所述光源的电力上的时间变 化，所述第二灯波形表示在第二模式中供应到所述光源的电力上的时间变化，在所述第二 模式中所述图像的亮度低于所述第一模式中所述图像的亮度。
【专利摘要】一种图像投影装置，包括：光源，所述光源构造成根据所供应的电力发出具有照度的光；色轮，所述色轮构造成将来自所述光源的光顺序地传送过沿圆周方向布置的多个彩色滤光器；光调制元件，所述光调制元件构造成根据表示输入图像数据的输入信号来调制传送过所述色轮的光的强度，从而形成图像；以及选择控制器，所述选择控制器构造成当所述输入信号的照度值等于或小于第一阈值时，从第一灯波形和第二灯波形中选择所述第二灯波形，所述第一灯波形表示在第一模式中供应到所述光源的电力上的时间变化，所述第二灯波形表示在第二模式中供应到所述光源的电力上的时间变化。在所述第二模式中所述图像的亮度低于所述第一模式中所述图像的亮度。
【IPC分类】H04N9/31
【公开号】CN105491360
【申请号】CN201510775996
【发明人】细井信宏, 加户贵洋
【申请人】株式会社理光
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月30日
【公告号】EP3013046A2, EP3013046A3, US20160100141
【技术领域】
[0001 ]本发明设及一种图像投影装置和一种图像投影方法。
【背景技术】
[0002] 常规地，在DLP?投影机中，为了改变关于每个图像模式的亮度或色调，采用改变波 形(灯波形）的技术，所述波形代表供应到光源的电力上的时间变化，所述光源根据所供应 电力发出具有照度的光，从而改变关于每种模式的亮度或色调。
[0003] 例如，日本专利No. 5494415已公开一种在聚焦调整时改变高对比度灯波形W易于 聚焦调整的技术。投影机的对比度被定义为全屏白投影的亮度和全屏黑投影的亮度之间的 比率。
[0004] 但是，在常规技术中，在全屏白投影和全屏黑投影中都输出相同的灯波形；因此， 存在不可能获得足够对比度的问题。
【发明内容】
[000引本发明之目的是至少部分地解决常规技术中的问题。
[0006] 根据一个实施方式，提供一种图像投影装置，包括:光源，所述光源构造成根据所 供应的电力发出具有照度的光;色轮，所述色轮构造成将来自所述光源的光顺序地传送过 沿圆周方向布置的多个彩色滤光器;光调制元件，所述光调制元件构造成根据表示输入图 像数据的输入信号来调制传送过所述色轮的光的强度，从而形成图像；W及选择控制器，所 述选择控制器构造成当所述输入信号的照度值等于或小于第一阔值时，从第一灯波形和第 二灯波形中选择所述第二灯波形，所述第一灯波形表示在第一模式中供应到所述光源的电 力上的时间变化，所述第二灯波形表示在第二模式中供应到所述光源的电力上的时间变 化。在所述第二模式中所述图像的亮度低于所述第一模式中所述图像的亮度。
[0007] 根据另一实施方式，提供一种由图像投影装置实施的图像投影方法，所述图像投 影装置包括:光源，所述光源构造成根据所供应的电力发出具有照度的光;色轮，所述色轮 构造成将来自所述光源的光顺序地传送过沿圆周方向布置的多个彩色滤光器；W及光调制 元件，所述光调制元件构造成根据表示输入图像数据的输入信号来调制传送过所述色轮的 光的强度，从而形成图像，所述方法包括：当所述输入信号的照度值等于或小于第一阔值 时，从第一灯波形和第二灯波形中选择所述第二灯波形，所述第一灯波形表示在第一模式 中供应到所述光源的电力上的时间变化，所述第二灯波形表示在第二模式中供应到所述光 源的电力上的时间变化，在所述第二模式中所述图像的亮度低于所述第一模式中所述图像 的亮度。
[0008] 通过参考附图阅读本发明的当前优选实施方式的W下详细说明，本领域技术人员 能够更好地理解本发明的上述和其它目的、特征、优点及技术和工业重要性。
【附图说明】
[0009] 图1是根据一个实施方式的投影机的透视图；
[0010] 图2示出色轮的示例；
[0011] 图3示出投影机的硬件构造的示例；
[0012] 图4示出灯光源的构造的示例；
[0013] 图5示出主要控制单元的功能构造的示例；
[0014] 图6示出用于高亮度模式的灯波形的示例；
[0015] 图7示出用于色调优先模式的灯波形的示例；
[0016] 图8示出用于低亮度模式的灯波形的示例；
[0017] 图9示出适光发光度(photopic luminosity)函数；
[0018] 图10示出相应于色调优先模式的灯波形W及低亮度模式的灯波形的每个区段的 电流幅度比率；
[0019] 图11是投影机操作的示例的流程图。
【具体实施方式】
[0020] W下参照附图详细解释根据本发明的图像投影装置、图像投影方法和程序的示例 性实施方式。
[0021] 图1示出根据本发明的作为图像投影装置的投影机(色顺序型投影机）1的整体结 构的示例。如图1所示，从灯光源发出的光首先进入色轮2。
[0022] 图2示出根据实施方式的色轮2的示例。色轮2将从灯光源发出的光顺序传送过沿 圆周方向布置的多个彩色滤光器(下文起，可被称为"区段"）。即，色轮2将来自灯光源的白 光转换成多种颜色的光并将被转换的光W时分方式输出。在图2的示例中，色轮2包括用于 将来自灯光源的白光转换成青绿色光的青绿色滤光器，只是让白光从中通过的白（透明）色 滤光器，用于将白光转换成红色光的红色滤光器，用于将白光转换成黄色光的黄色滤光器， 用于将白光转换成绿色光的绿色滤光器，用于将白光转换成蓝色光的蓝色滤光器，W及用 于将白光转换成說蓝色光的說蓝色滤光器，
[0023] 顺便提及，每种彩色滤光器的形状是扇形，每个的圆屯、角被设置为预设的值。在图 2的示例中，青绿色滤过器的圆屯、角被设置为40度，白色滤过器的圆屯、角被设置为90度，红 色滤过器的圆屯、角被设置为60度，黄色滤过器的圆屯、角被设置为30度，绿色滤过器的圆屯、 角被设置为60度，蓝色滤过器的圆屯、角被设置为60度，W及說蓝色滤过器的圆屯、角被设置 为20度;但是，彩色滤光器的圆屯、角不限于此。
[0024] 回到图1继续说明，从色轮2射出的光经过光隧道3,并经由中继透镜4及诸如柱面 镜5和凹面镜6等多个面镜而进入光调整元件7。从色轮2到凹面镜6的部分可被称为照明光 学系统。
[0025] 在本实施方式中，光调制元件7由数字微镜器件(DMD)组成，所述DMD具有由多个微 镜组成的矩形镜表面，且微镜根据代表输入图像数据的输入信号而被驱动，由此处理和反 射入射光从而形成指定图像;但是光调制元件7不限于此。简而言之，只要具有根据输入信 号调制传送过色轮2的光的强度而形成图像的功能，光调制元件7可为任何事物。DMD开关根 据输入信号开/关每个微镜，从而选择要供应到投影光学系统的光。供应到投影光学系统的 光经过多个投影透镜(未示出）由此被扩展，并投影到投影表面如屏幕上。通过将W时分方 式投影的不同颜色图像彼此叠置而产生一个彩色图像。
[0026] 图3示出根据本实施方式的投影机1的硬件结构的示例。为便于解释，在图3中示出 实现本发明所需的最少部件;但是，投影机1的部件不限于运些。如图3所示，投影机1包括主 控制单元10、灯控制单元11、光调制元件控制单元12、灯光源20、色轮2和光调制元件7。
[0027] 主控制单元10控制投影机1总体的操作。在本例中，主控制单元10将同步信号发送 到色轮2、灯控制单元11和光调制元件控制单元12,并同步地驱动它们，从而W时分方式产 生不同的彩色图像。主控制单元10的具体性质将在后续说明。
[0028] 在主控制单元10的控制下，光调制元件控制单元12控制并使得光调制元件7根据 输入信号调制传送过色轮2的光的强度W形成图像。
[0029] 灯光源20根据所供应的电力发出具有照度的光。更具体地，如图4所示，灯光源20 包括真空管部31、在高压下封闭在真空管部31内的水银32、安装在真空管部31内的一对电 极33和发射器34。水银32通过一对电极33的放电而发光，由此灯光源20起到光源作用。在本 例中，灯光源20可指的是光源。另外，在本例中，灯光源20由交流方波驱动，并且交流方波的 输出由灯控制单元11控制。
[0030] 回到图3继续说明。在主控制单元10的控制下，灯控制单元11控制供应到灯光源20 的电力。在本例中，根据被投影彩色图像（由光调制元件7形成的彩色图像）的图像质量(亮 度、对比度等)对于几种模式类型的每一种，灯控制单元11记录表示供应到灯光源20的电力 上的时间变化的灯波形。在本例中，提供彩色图像亮度在最大值的高亮度模式，重点放在彩 色图像色调的色调优先模式，W及彩色图像的亮度在最小值的低亮度模式作为几种模式类 型;灯控制单元11记录根据运些模式的相应灯波形。尽管随后将说明灯控制单元11的更多 具体性质，但在主控制单元10的控制下，灯控制单元11选择任何灯波形并根据所选灯波形 控制供应到灯光源20的电力。
[0031] 接下来，解释主控制单元10的具体 性质。图5示出主控制单元10的功能结构的示 例。如图5所示，主控制单元10包括光信号接收单元101，照度值检测单元102和选择控制单 元103。为便于解释，在图5中只示出与本发明相关的功能;但是，主控制单元10具有功能不 限于运些。顺便提及，在本例中，主控制单元10具有包括CPU、用于在其内存储程序的存储设 备等，并且主控制单元10的功能(输入信号接收单元101、照度值检测单元102和选择控制单 元103)由执行程序的CPU实现。但是，不仅如此，主控制单元10的至少部分功能可由专口硬 件电路(例如，半导体集成电路等)实现。
[0032] 输入信号接收单元101从外部接收输入信号。照度值检测单元102检测由输入信号 接收单元101接收的输入信号的照度值。例如，照度值检测单元102可将由输入信号接收单 元101接收的输入信号分解成与图2所示色轮2所包括的多个彩色滤光器一一对应的多组不 同的彩色图像数据，并检测关于每组不同的彩色图像数据中所包括的每个像素(彩色信息 的最小单元)的照度值。作为检测照度值的方法，可使用各种公知的技术。
[0033] 当输入信号的照度值等于或小于第一阔值时，选择控制单元103执行从第一灯波 形和第二灯波形中选择第二灯波形的控制，所述第一灯波形表示在第一模式中供应到所述 灯光源20的电力上的时间变化，所述第二灯波形表示在第二模式中供应到所述灯光源20的 电力上的时间变化，其中在第二模式中图像(所投影彩色图像）的亮度低于第一模式中的。 另一方面，当输入信号的照度值超过第一阔值时，选择控制单元103执行选择第一灯波形的 控制。上述第一阔值可为例如可允许最大照度值的5%。在本实施方式中，当输入信号是黑 色图像数据（更具体地，全屏黑图像数据)时，选择控制单元103执行选择第二灯波形的控 审IJ。另外，当输入信号不是黑色图像数据（即，当输入信号的照度值超过第一阔值时），选择 控制单元103执行选择第一灯波形的控制。
[0034] 如上所述，在本实施方式中，灯控制单元11记录用于高亮度模式的灯波形，用于色 调优先模式的灯波形，W及用于低亮度模式的灯波形。高亮度模式或色调优先模式可被称 为第一模式。用于高亮度模式的灯波形或用于色调优先模式的灯波形可被称为第一灯波 形。关于色轮2内所包括的多个彩色滤光器用来自灯光源20的光照射的每个周期，第一灯波 形也可被认为是在第一模式中表示供应到灯光源20的电力设定值的信息。顺便提及，可构 造成只提供高亮度模式和色调优先模式中的任一个，或者可构造成除了高亮度模式和色调 优先模式W外，还提供图像亮度高于低亮度模式的一个或多个模式。
[0035] 另外，低亮度模式可被称为第二模式；用于低亮度模式的灯波形可被称为第二灯 波形。关于色轮2内所包括的多个彩色滤光器用来自灯光源20的光照射的每个周期，第二灯 波形也可被认为是在第二模式中表示供应到灯光源20的电力设定值的信息，所述第二模式 中图像亮度低于第一模式中的。
[0036] 在本实施方式中，当输入信号为黑色图像数据时，选择控制单元103指示灯控制单 元11选择用于低亮度模式的灯波形（第二灯波形）（从其它观点来看，指示选择低亮度模 式）。当已收到该指示时，灯控制单元11选择用于低亮度模式的灯波形，并根据用于低亮度 模式的灯波形控制供应到灯光源20的电力。另外，在本实施方式中，当输入信号不是黑色图 像数据时，选择控制单元103指示灯控制单元11选择用于高亮度模式的灯波形或用于色调 优先模式的灯波形（第一灯波形）（从其它观点来看，指示选择高亮度模式或色调优先模 式）。例如，当高亮度模式或色调优先模式已由用户提前指定(选择)时，选择控制单元103指 示灯控制单元11选择用于指定模式的灯波形。当已收到运一指示时，灯控制单元11根据指 示选择用于高亮度模式的灯波形或用于色调优先模式的灯波形，并根据所选择的灯波形控 制供应到灯光源20的电力。
[0037] 在本实施方式中，灯控制单元11可被认为根据由选择控制单元103选择的灯波形 (第一灯波形或第二灯波形)控制供应到灯光源20的电力。在本例中，灯控制单元11可被称 作光源控制器。
[0038] 图6示出用于高亮度模式的灯波形的一个循环；图7示出用于色调优先模式的灯波 形的一个循环；W及图8示出用于低亮度模式的灯波形的一个循环。灯波形示出对于相应于 色轮2的颜色的区段(彩色滤光器），用来自灯光源20的光照射的每个周期供应到灯光源20 的电力的值(设定值）（在图6到8的示例中，示出电流幅值比率的设定值）。通过在灯波形之 间切换，可改变色彩亮度的平衡。通常，对于相应于颜色的各自区段用来自灯光源20的光照 射的每个周期设定一个电流幅值比率;但是，不仅如此，例如，对于一个区段用来自灯光源 20的光照射的周期可设置多个电流幅值比率。顺便提及，对于灯波形的一个循环，功率（电 能)被固定，所W平均电流幅值比率是100%。
[0039] 图9是说明适光发光度函数的图。发光度函数表示人眼对于同样光能的每个波长 的亮度的敏感度。峰敏感度在明亮地方是555nm波长，发光度函数是对于该最大敏感度的比 率。在偏离该峰的红色和蓝色波长中，对于人眼来说会觉得暗;在包括峰的绿色波长中，对 于人眼来说会觉得亮。即，经过色轮2的红和蓝区段的光对人眼来说觉得暗;经过白、绿、青 绿和黄区段的光对于人眼来说觉得亮。因此，如果增加相应于红和蓝区段的电流幅值比率， 并降低相应于白、绿、青绿和黄区段的电流幅值比率，则彩色图像的整体亮度变低(暗）。
[0040] 运里，投影机1的对比度被定义为在全屏白投影中的亮度与全屏黑投影中的亮度 的比率。在本实施方式中，在全屏黑投影中切换到降低所投影彩色图像的亮度的灯波形(第 二灯波形)是其中一个特征。因此，可提高对比度。
[0041] 在本实施方式中，第二灯波形(在本例中，用于低亮度模式的灯波形)被设置成使 得在相应于红色的彩色滤光器与相应于蓝色的彩色滤光器的至少任一个用来自灯光源20 的光照射的周期内供应到灯光源20的电力值变得比在第一灯波形中的值大(在本例中，用 于高亮度模式的灯波形或用于色调优先模式的灯波形）。更具体地，第二灯波形被设置成使 得对于波长555皿具有5%或更低透射率的彩色滤光器用来自灯光源20的光照射的周期中， 供应到灯光源20的电力的值变得比第一灯波形中的大。进一步地，第二灯波形被设置成使 得对于波长555nm具有90%或更高透射率的彩色滤光器用来自灯光源20的光照射的周期 中，供应到灯光源20的电力的值变得比第一灯波形中的小。W下具体说明。
[0042] 在本实施方式中，在用于高亮度模式的灯波形中，相应于对于波长555nm具有90% 或更高透射率的白、黄、绿和青绿区段(彩色滤光器)的电流幅值比率被设置成高值，相应于 对于波长555nm具有5%或更低透射率的红、蓝和說蓝区段的电流幅值比率被设置成低值。 另外，在用于色调优先模式的灯波形中，相应于白区段的电流幅值比率被设置成低值，而相 应于要加亮的其它颜色的电流幅值比率被设置成高值。另外，在用于低亮度模式的灯波形 中，相应于对于波长555nm具有90%或更高透射率的白、黄、绿和青绿区段的电流幅值比率 被设置成低值，相应于对于波长555nm具有5%或更低透射率的红、蓝和說蓝区段的电流幅 值比率被设置成高值。顺便提及，为了保护灯，类似于图8所示用于低亮度模式的灯波形中 的蓝区段，电流幅值比率可在区段用来自灯光源20的光照射的周期内改变。
[0043] 在W下说明中，用于色调优先模式的灯波形被作为第一灯波形的示例。图10示出 每个区段的角度(圆屯、角），相应于用于色调优先模式的灯波形(第一灯波形）的每个区段的 电流幅值比率，W及相应于低亮度模式的灯波形(第二灯波形)的每个区段的电流幅值比率 的示例。
[0044] 运里，整个区段的平均电流幅值比率Aave由W下等式（1)定义，其中θη表示第η区段 的角度，An表示第η区段的电流幅值比率。
[0045]
(1)
[0046] 首先， 关注用于色调优先模式的灯波形上。在用于色调优先模式的灯波形中，整个 区段的平均电流幅值比率Aave被W下等式(2)计算成"100"。
[0047]
[0048] 另外，在用于色调优先模式的灯波形中，对于波长555nm具有90%或更高透射率的 白、黄、绿、青绿区段的平均电流幅值比率A^ave可被W下等式(3)算出为巧4.5"。
[0049]
[0050] 另外，在用于色调优先模式的灯波形中，对于波长555nm具有5%或更低透射率的 红、蓝和說蓝区段的平均电流幅值比率A"ave可被W下等式(4)算出为"124"。
[0051]
[0052] 接下来，关注用于低亮度模式的灯波形。在用于低亮度模式的灯波形中，，对于波 长555nm具有90%或更高透射率的白、黄、绿、青绿区段的平均电流幅值比率B^ave可被W下 等式(5)算出为"67.2"，发现该值比用于色调优先模式的灯波形中的值（由等式(3)得到的 巧4.5")小。当对于波长555nm具有90%或更高透射率的区段的平均电流幅值比率W运种方 式被大大降低时，可确定是导致彩色图像具有低亮度的波形。
[0053]
巧）
[0054] 另外，在用于低亮度的灯波形中，对于波长555皿具有5%或更低透射率的红、蓝和 說蓝区段的平均电流幅值比率B"ave可被W下等式(6)算出为"15Γ，发现该值比用于色调优 先模式的灯波形中的值（由等式(4)得到的"124")大。当对于波长555nm具有5%或更低透射 率的区段的平均电流幅值比率W运种方式被大大增加时，可确定是导致彩色图像具有低亮 度的波形。
[0055]
(6)
[0056] 顺便提及，在灯波形的电流幅值比率上设置上下限。在本实施方式中，设置第二灯 波形使得在相应于红色的彩色滤光器与相应于蓝色的彩色滤光器的至少任一个由来自灯 光源20的光照射的周期内，供应到灯光源20的电力的值变成等于或大于可允许最大值的 90 %。另外，在本实施方式中，设置第二灯波形使得在相应于白色的彩色滤光器由来自灯光 源20的光照射的周期内，供应到灯光源20的电力的值变成等于或小于可允许最小值的 110%。
[0057] 接下来，用图11解释根据本实施方式的投影机1的操作的示例。图11的步骤S1基于 运样的前提:灯控制单元11选择第一灯波形(在本例中，用于高亮度模式的灯波形或用于色 调优先模式的灯波形），并根据第一灯波形控制供应到灯光源20的电力。即，基于用第一灯 波形驱动灯光源20的前提。然后，每次主控制单元10的输入信号接收单元101接收输入信 号，照度值检测单元102检测所接收输入信号的照度值(步骤S2)。如上所述，例如照度值检 测单元102可将由输入信号接收单元101接收的输入信号分解成与图2所示色轮2所包括的 多个彩色滤光器一一对应的多组不同彩色图像数据，并检测与不同彩色图像数据的每一组 中所包括的每个像素相应的照度值。
[0058] 然后，主控制单元10的选择控制单元103根据步骤S2的检测结果确定输入信号是 否是黑色图像数据(步骤S3)。例如，当在步骤S2中检测到组成输入信号并与在色轮2所包括 的多个彩色滤光器一一对应的多组不同彩色图像数据的所有像素的照度值是〇%(假设可 允许最大照度值是100%)时，选择控制单元103可确定输入信号是全屏黑图像数据。当在步 骤S3的结果是否认(步骤S3为否）时，向前重复步骤S1的过程。另一方面，当在步骤S3的结果 是确认（步骤S3为是）时，选择控制单元103执行选择第二灯波形的控制（步骤S4)。如上所 述，选择控制单元103指示灯控制单元11选择第二灯波形。当已接收该指示时，灯控制单元 11选择第二灯波形(从第一灯波形切换到第二灯波形），并根据第二灯波形控制供应到灯光 源20的电力。因此，将投影机1的模式从第一模式(在本例中，高亮度模式或色调优先模式） 切换到第二模式(在本例中，低亮度模式），其中在第一模式中灯光源20被用第一灯波形驱 动，在第二模式中灯光源20被用第二灯波形驱动。
[0059] 顺便提及，在本例中，当选择控制单元103在步骤S3确定由输入信号接收单元101 接收的输入信号是黑色图像数据时，选择控制单元103立刻执行选择第二灯波形的控制。即 通过输入只一帖全屏黑图像数据执行灯波形的切换;但是，如果所投影图像(彩色图像）的 亮度频繁改变，在观看者眼睛中会看出闪烁现象。因此，选择控制单元103可构造成例如当 由输入信号接收单元101接收的输入信号是黑色图像数据的状态已持续预定的一段时间时 (例如，当在预定数量的帖上连续接收的输入信号都是黑色图像数据时），执行选择第二灯 波形的控制。
[0060] 步骤S4之后，每次输入信号接收单元101接收到输入信号，照度值检测单元102再 次检测所接收输入信号的照度值(步骤S5)。然后，选择控制单元103根据步骤S5的检测结果 确定输入信号是黑色图像数据(步骤S6)。当在步骤S6的结果是否认(步骤S6为否）时，选择 控制单元10 3执行选择第一灯波形的控制（步骤S 7)。在本例中，选择控制单元10 3指示灯控 制单元11选择第一灯波形(用于高亮度模式的灯波形或用于色调优先模式的灯波形），所述 第一灯波形就在选择第二灯波形之前已被选择。灯控制单元11根据来自选择控制单元103 的指令选择第一灯波形(从第二灯波形切换到第一灯波形），并根据所选择的第一灯波形控 制供应到灯光源20的电力。因此，投影机1的模式再次切换到第一模式。
[0061] 另一方面，当步骤S6的结果是确认(步骤S6为是)时，选择控制单元103继续第二模 式，在第二模式中灯光源20用第二灯波形驱动(步骤S8)，并向前重复步骤S5的过程。
[0062] 如上所述，在本实施方式中，当输入信号是黑色图像数据，控制从第一灯波形和第 二灯波形中的选择时，执行第二灯波形，其中第一灯波形指示在第一模式(在本例中，高亮 度模式或色调优先模式）中供应到灯光源20的电力的时间变化，第二灯波形指示在第二模 式(在本例中，低亮度模式）中供应到灯光源20的电力的时间变化，在第二模式中彩色图像 的亮度低于第一模式中的。即，在全屏黑投影时，通过切换到降低所投影颜色图像亮度的灯 波形，可实现改善投影机1的对比度的有利效果。
[0063] 如上说明本发明的实施方式;但是，上述实施方式是作为示例展示，并不意味着限 制本发明的范围。本发明不限于上述实施方式，而可通过改变部件的实施形式而在不背离 本发明范围的情况下实现。另外，通过适当组合W上实施方式所讨论的多种部件可开发各 种发明。例如，可去除W上实施方式所示某些部件。
[0064] 另外，根据本实施方式可W运样的方式提供由投影机1执行的程序:该程序W可安 装或可执行文件格式被记录在计算机可读存储介质，如CD-ROM、软盘(抑）、CD-R、数字多功 能盘(DVD)或通用串行总线(USB)优盘，或可通过网络如Internet提供或分发。另外，各种程 序可提前构建到非易失性记录介质如ROM中。
[0065] 变型
[0066] W下说明实施方式的变型。顺便提及，下述变型可与上述实施方式任意组合，或 者，下述变型中的一部分变型可任意组合。
[0067] 在上述实施方式中，当输入信号不是黑色图像数据（即当输入信号照度值是0% 时)时，选择控制单元103执行选择第二灯波形的控制;但是，不仅如此，选择控制单元103可 构造成例如当输入信号的照度值是可允许最大照度值的5%或更低时，执行选择第二灯波 形的控制。简而言之，选择控制单元103只是必须构造成在输入信号的照度值等于或小于第 一阔值时执行选择第二灯波形的控制。
[0068] 例如，当指示多组不同彩色图像数据中各自最大值的照度值都等于或小于第一阔 值时，选择控制单元103可执行选择第二灯波形的控制，所述多组不同彩色图像组成输入信 号并与色轮2所包括的多个彩色滤色器一一对应。
[0069] 另外，例如，当组 成输入信号并与多个彩色滤色器一一对应的多组不同彩色图像 数据中的某些图像数据的照度值等于或小于第一阔值时，选择控制单元103可执行选择第 二灯波形的控制。例如，当组成输入信号并与多个彩色滤色器一一对应的多组不同彩色图 像数据中，对于波长555nm与具有90%或更高透射率的彩色滤光器相应的彩色图像数据的 照度值等于或小于第一阔值时，选择控制单元103可执行选择第二灯波形的控制。
[0070] 另外，例如，当与多个彩色滤色器一一对应的多组不同彩色图像数据的照度值的 平均值等于或小于第一阔值时，选择控制单元103可执行选择第二灯波形的控制。
[0071] 另外，输入信号照度值的检测可W整个屏幕为目标，或可W部分屏幕为目标。例 如，对于如先前准备在投影机1侧上的菜单屏幕叠置在作为目标的输入信号的屏幕外的区 域W外的区域，可检测照度值。
[0072] 另外，例如，由输入信号表示的图像数据所包括的多个像素中照度值等于或小于 第一阔值的像素数等于或小于第二阔值时，选择控制单元103可执行不选择第二灯波形的 控制。
[0073] 另外，例如，可在检测到输入信号的照度值等于或小于第一阔值之后立刻应用第 二灯波形的选择，或可在该状态已持续一段预定时间后应用。即，当输入信号的照度值等于 或小于第一阔值的状态已持续一段预定时间时，选择控制单元103可执行选择第二灯波形 的控制。
[0074] 另外，例如，选择控制单元103根据输入信号的照度值控制灯光源20的平均电力为 可变的，并且当灯光源20的平均电力等于或小于第Ξ阔值(相应于第一阔值的值)时，选择 控制单元103可执行选择第二灯波形的控制。如此，可在灯光源20的电力经过一定时间后变 得稳定时执行灯波形的切换。
[0075] 另外，例如，根据第二灯波形的选择，选择控制单元103可进行切换表示输入信号 照度值与所投影图像(彩色图像)亮度之间相应关系的伽玛特性的控制。
[0076 ]根据本发明一个实施方式，可改善对比度。
[OOW]尽管出于完整和清楚公开之目的参照【具体实施方式】说明了本发明，但所附权利要 求并不因此受到限制，而应理解为包括本领域技术人员能够做出的完全落入本文阐释的基 本教导中之各种修改和替换结构。
【主权项】
1. 一种图像投影装置，包括： 光源，所述光源构造成根据所供应的电力发出具有照度的光； 色轮，所述色轮构造成将来自所述光源的光顺序地传送过沿圆周方向布置的多个彩色 滤光器； 光调制元件，所述光调制元件构造成根据表示输入图像数据的输入信号来调制传送过 所述色轮的光的强度，从而形成图像；以及 选择控制器，所述选择控制器构造成当所述输入信号的照度值等于或小于第一阈值 时，从第一灯波形和第二灯波形中选择所述第二灯波形，所述第一灯波形表示在第一模式 中供应到所述光源的电力上的时间变化，所述第二灯波形表示在第二模式中供应到所述光 源的电力上的时间变化，在所述第二模式中所述图像的亮度低于所述第一模式中所述图像 的亮度。2. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，当所述输入信号的照度值超过所述第一阈 值时，所述选择控制器选择所述第一灯波形。3. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述第一阈值是可允许最大照度值的5%。4. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，当所述输入信号是黑色图像数据时，所述 选择控制器选择所述第二灯波形。5. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述第二灯波形被设置成使得在相应于红 色的彩色滤光器和相应于蓝色的彩色滤光器中的至少一个用来自所述光源的光照射的周 期内供应到所述光源的电能的值变得比在所述第一灯波形中的大。6. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述第二灯波形被设置成使得在对于波长 555nm具有5%或更低透射率的彩色滤光器用来自所述光源的光照射的周期内供应到所述 光源的电能的值变得比在所述第一灯波形中的大。7. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述第二灯波形被设置成使得在对于波长 555nm具有90%或更高透射率的彩色滤光器用来自所述光源的光照射的周期内供应到所述 光源的电能的值变得比在所述第一灯波形中的小。8. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述第二灯波形被设置成使得在相应于红 色的彩色滤光器和相应于蓝色的彩色滤光器中的至少一个用来自所述光源的光照射的周 期内供应到所述光源的电能的值变成等于或大于可允许最大值的90%。9. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述第二灯波形被设置成使得在相应于白 色的彩色滤光器用来自所述光源的光照射的周期内供应到所述光源的电能的值变成等于 或小于可允许最小值的110 %。10. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述第二模式是所述图像的亮度在最小 值的模式。11. 如权利要求1所述的图像投影装置，还包括光源控制器，所述光源控制器构造成根 据由所述选择控制器选择的灯波形来控制供应到所述光源的电能。12. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，当由所述输入信号表示并与所述多个彩 色滤光器一一对应的多组彩色图像数据中，与对于波长555nm具有90%或更高透射率的彩 色滤光器相应的彩色图像数据的照度等于或小于所述第一阈值时，所述选择控制单元选择 所述第二灯波形。13. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，当由所述输入信号表示的图像数据中所 包括的多个像素中，各具有等于或小于所述第一阈值的像素的数量等于或小于第二阈值 时，所述选择控制器不选择所述第二灯波形。14. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，当所述输入信号的所述照度值等于或小 于所述第一阈值的状态已持续一预设的时间段时，所述选择控制单元选择所述第二灯波 形。15. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中， 所述选择控制器控制所述光源的平均电力根据所述输入信号的照度值可变;并且 当所述光源的平均电力等于或小于第三阈值时，所述选择控制器选择所述第二灯波 形。16. 如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述选择控制器根据所述第二灯波形的 选择切换表示所述输入信号的照度与所述图像的亮度之间相应关系的伽玛特性。17. -种由图像投影装置实施的图像投影方法，所述图像投影装置包括:光源，所述光 源构造成根据所供应的电力发出具有照度的光;色轮，所述色轮构造成将来自所述光源的 光顺序地传送过沿圆周方向布置的多个彩色滤光器；以及光调制元件，所述光调制元件构 造成根据表示输入图像数据的输入信号来调制传送过所述色轮的光的强度，从而形成图 像，所述方法包括： 当所述输入信号的照度值等于或小于第一阈值时，从第一灯波形和第二灯波形中选择 所述第二灯波形，所述第一灯波形表示在第一模式中供应到所述光源的电力上的时间变 化，所述第二灯波形表示在第二模式中供应到所述光源的电力上的时间变化，在所述第二 模式中所述图像的亮度低于所述第一模式中所述图像的亮度。
【专利摘要】一种图像投影装置，包括：光源，所述光源构造成根据所供应的电力发出具有照度的光；色轮，所述色轮构造成将来自所述光源的光顺序地传送过沿圆周方向布置的多个彩色滤光器；光调制元件，所述光调制元件构造成根据表示输入图像数据的输入信号来调制传送过所述色轮的光的强度，从而形成图像；以及选择控制器，所述选择控制器构造成当所述输入信号的照度值等于或小于第一阈值时，从第一灯波形和第二灯波形中选择所述第二灯波形，所述第一灯波形表示在第一模式中供应到所述光源的电力上的时间变化，所述第二灯波形表示在第二模式中供应到所述光源的电力上的时间变化。在所述第二模式中所述图像的亮度低于所述第一模式中所述图像的亮度。
【IPC分类】H04N9/31
【公开号】CN105491360
【申请号】CN201510775996
【发明人】细井信宏, 加户贵洋
【申请人】株式会社理光
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月30日
【公告号】EP3013046A2, EP3013046A3, US20160100141
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