專利名稱：圖像顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于液晶投影儀和類似裝置的圖像顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
投影型顯示設(shè)備，如液晶投影儀，已經(jīng)被廣泛地使用，其配置為 通過對穿過空間光調(diào)制元件的光施加空間調(diào)制、并且發(fā)射如此調(diào)制的 光、然后響應(yīng)于供給到空間光調(diào)制元件的電信號而收集并投影發(fā)射光 而進(jìn)行圖像顯示。這種類型的投影顯示設(shè)備一般具有燈和聚焦鏡作為 光源，以及照射光學(xué)系統(tǒng)用來收集和允許光從其進(jìn)入空間光調(diào)制元 件。來自空間光調(diào)制元件的光由投影透鏡投影到屏幕或類似裝置。
關(guān)于上述投影顯示設(shè)備，例如，日本未審查專利申請公報 No.2006-3586已經(jīng)提出一種設(shè)備，其具有可變光闌(variable iris )， 能夠相對于入射光改變光截獲量以便提高可感知的對比感。具體而 言，當(dāng)視頻信號的亮度級較高(圖像明亮)時，光闌被打開以使圖像 看著更亮。另一方面，當(dāng)視頻信號的亮度級較低(圖像暗淡)時，光 闌被關(guān)閉以使圖像看著更暗。

發(fā)明內(nèi)容
然而，所謂"圖像暗淡"可以指示"暗圖像"，這使暗度的精細(xì)分級 表示成為必要，或"完全暗圖像"。就是說，"暗圖像"與"完全暗圖像" 之間的巨大差別是任何要表示的色調(diào)的存在與否。因此，如果當(dāng)"圖
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像暗淡，，時試圖充分再現(xiàn)精細(xì)的分級表示，則必須對要減小的光量設(shè) 置明確極限，使得難以得到可感知對比感的足夠提高。
這個問題不限于投影顯示設(shè)備。對于諸如液晶電視機之類的直視 型顯示設(shè)備同樣如此。
因而，當(dāng)來自光源的光量隨視頻信號變化時，相關(guān)技術(shù)難以足夠 地提高可感知對比感。因此，有提高的空間。
所希望的是提供一種圖像顯示設(shè)備，當(dāng)來自光源的光量隨視頻信 號變化時能夠更有效提高可感知對比感。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供有一種圖像顯示設(shè)備，包括光源、空 間光調(diào)制元件、光量調(diào)節(jié)裝置、圖像校正裝置及重新調(diào)節(jié)裝置?？臻g 光調(diào)制元件基于視頻信號調(diào)制來自光源的光。光量調(diào)節(jié)裝置基于視頻 信號中的亮度信息調(diào)節(jié)來自光源的光的光量。圖像校正裝置根據(jù)光量 調(diào)節(jié)裝置的光量調(diào)節(jié)來校正視頻信號的亮度級，并且把校正視頻信號 供給到空間光調(diào)制元件。在代表空間光調(diào)制元件調(diào)制的光亮度的最終 顯示亮度級比預(yù)定第一亮度級低的情況下，重新調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行重新調(diào) 節(jié)，從而光量調(diào)節(jié)目標(biāo)被重新調(diào)節(jié)到較低值，其中光量調(diào)節(jié)目標(biāo)表示 光量調(diào)節(jié)裝置釆用的光量的調(diào)節(jié)目標(biāo)值。術(shù)語"最終顯示亮度級"是指 至少考慮了亮度級校正目標(biāo)的亮度級。
本發(fā)明實施例的圖像顯示設(shè)備中，來自光源的光由空間光調(diào)制元 件基于視頻信號而調(diào)制，使圖像顯示能夠基于視頻信號而進(jìn)行。這里， 基于視頻信號中的亮度信息進(jìn)行來自光源的光的光量的光量調(diào)節(jié)，并 且根據(jù)光量調(diào)節(jié)進(jìn)行視頻信號的亮度級校正。然后，把校正視頻信號 供給到空間光調(diào)制元件。這能夠?qū)崿F(xiàn)光量調(diào)節(jié)和用來降低黑色側(cè)(暗 側(cè))圖像亮度的圖像收集，因而提高可感知對比感。而且，當(dāng)上述最 終顯示亮度級比預(yù)定第一亮度級低時，重新調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行重新調(diào)節(jié)， 從而光量調(diào)節(jié)目標(biāo)被重新調(diào)節(jié)到最小值。在比第一亮度級低的狀態(tài) 下，最終顯示亮度級變得比重新調(diào)節(jié)之前更低。
優(yōu)選地，當(dāng)上述最終顯示亮度級比預(yù)定第一亮度級低時，重新調(diào) 節(jié)裝置進(jìn)行重新調(diào)節(jié)，從而光量調(diào)節(jié)目標(biāo)被重新調(diào)節(jié)到最小值。因此，
在比第一亮度級低的狀態(tài)下，最終顯示亮度級變得更低，進(jìn)一步提高 可感知對比感。
優(yōu)選地，光量調(diào)節(jié)裝置基于重新調(diào)節(jié)裝置重新調(diào)節(jié)的光量調(diào)節(jié)目 標(biāo)，漸近地逐幀調(diào)節(jié)來自光源的光的光量。這種情況下，例如，顯示 具有隨時間巨大亮度變化的圖像時，如具有頻繁閃爍的圖像，光量調(diào) 節(jié)量的不連續(xù)性被減小以抑制瞬態(tài)影響。
優(yōu)選地，光量調(diào)節(jié)裝置基于視頻信號中的亮度信息調(diào)節(jié)來自光源 的光的光量，并且圖像校正裝置根據(jù)光量調(diào)節(jié)裝置的光量調(diào)節(jié)來校正 視頻信號的亮度級。這種情況下，基于視頻信號中的亮度信息適當(dāng)?shù)?進(jìn)行光量調(diào)節(jié)和圖像校正，并因此降低黑色側(cè)(暗側(cè))圖像亮度以提 高可感知對比感。
可替換地，當(dāng)最終顯示亮度級比預(yù)定第二亮度級高時，重新調(diào)節(jié) 裝置進(jìn)行重新調(diào)節(jié)，從而光量調(diào)節(jié)目標(biāo)和亮度級校正目標(biāo)之中，至少 亮度級校正目標(biāo)由圖像校正裝置重新調(diào)節(jié)到與校正方向相反的方向 上的值，其中亮度級校正目標(biāo)表示了圖像校正裝置所采用的視頻信號 亮度級中的校正目標(biāo)值。這種情況下，過度光量調(diào)節(jié)和圖像校正在白 色側(cè)(亮側(cè))圖像中減小，由此減小與提高可感知對比感的效果一起 出現(xiàn)的精細(xì)分級表示的惡化。
優(yōu)選地，當(dāng)最終顯示亮度級比預(yù)定第二亮度級高時，重新調(diào)節(jié)裝 置把光量調(diào)節(jié)目標(biāo)重新調(diào)節(jié)成未調(diào)節(jié)值，并且把亮度級校正目標(biāo)重新 調(diào)節(jié)成未校正值。這種情況下，來自光源的光的光量和視頻信號亮度 級分別被重新調(diào)節(jié)為預(yù)調(diào)節(jié)值和預(yù)校正值。因此，有可能完全消除過 度光量調(diào)節(jié)和圖像校正。這能夠避免精細(xì)分級表示的惡化并保持光量 調(diào)節(jié)和圖像校正之前的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明實施例的圖像顯示設(shè)備，基于視頻信號中的亮度信息 調(diào)節(jié)來自光源的光的光量，并且根據(jù)光量調(diào)節(jié)校正視頻信號亮度級。 因此能夠進(jìn)行光量調(diào)節(jié)和圖像校正以降低黑色側(cè)(暗側(cè))圖像亮度， 由此提高可感知對比感。當(dāng)上述最終顯示亮度級比預(yù)定第一亮度級低 時，配置為重新調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)光量小于光量調(diào)節(jié)裝置所設(shè)置的值。
因此，在比上述第一亮度級低的狀態(tài)下，最終顯示亮度級比重新調(diào)節(jié) 之前更低。因而當(dāng)來自光源的光量隨視頻信號變化時，可能更有效地 提高可感知對比感。
通過如下描述，本發(fā)明的其它和進(jìn)一步目的、特征及優(yōu)點將顯得 更充分。


圖1是方塊圖，表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的圖像顯示設(shè)備的構(gòu)
造；
圖2是特征曲線圖，表示在特征點信息檢測單元中使用的亮度直
方圖分布的例子；
圖3是特征曲線圖，用來解釋^L頻信號處理單元中的輸入視頻信 號校正處理的例子；
圖4是特征曲線圖，用來解釋第一實施例中的特征信息處理單元 中的調(diào)節(jié)光量的重新調(diào)節(jié)處理的例子；
圖5是特征曲線圖，用來解釋第二實施例中的特征信息處理單元 中的調(diào)節(jié)光量的重新調(diào)節(jié)處理的例子；
圖6是時序圖，表示基于重新調(diào)節(jié)目標(biāo)值的漸近控制處理的例
子；
圖7是特征曲線圖，用來解釋特征信息處理單元中的調(diào)節(jié)光量的 重新調(diào)節(jié)處理的另一例子；
圖8是特征曲線圖，用來解釋特征信息處理單元中的調(diào)節(jié)光量的 重新調(diào)節(jié)處理的另一例子；及
圖9是方塊圖，表示根據(jù)本發(fā)明的修改的圖像顯示設(shè)備構(gòu)造。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照附圖將詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。 第一實施例
圖1表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的圖像顯示設(shè)似液晶投影儀1)
的整體構(gòu)造。液晶投影儀1基于從外部供給的輸入視頻信號Din進(jìn)行 圖像顯示，并且包括光源11、分色鏡121和122、反射鏡131、 132 及133、光調(diào)制器14、 二向棱鏡15、可變光闌16、投影透鏡17、屏 幕18、及基于輸入視頻信號Din控制光調(diào)制器14和可變光闌16的控 制器2。
光源ll發(fā)射包含光的基色的白光(照射光)，即紅光Lr、綠光 Lg及藍(lán)光Lb，并且由例如卣素?zé)?、金屬卣化物燈或氙燈建造?br> 分色鏡121從光源11發(fā)射的照射光中透射紅光Lr和綠光Lg并 且反射藍(lán)光Lb，使紅光Lr和綠光Lg與藍(lán)光Lb分離傳播。分色鏡 122從穿過分色鏡121的紅光Lr和綠光Lg中透射紅光Lr，并且反射 綠光Lg，使紅光Lr和綠光Lg彼此分離傳播。由分色鏡122反射的 綠光Lg向光調(diào)制器14傳播。
反射鏡131向光調(diào)制器14反射分色鏡121反射的藍(lán)光Lb。反射 鏡132和133向光調(diào)制器14反射分色鏡122透射的紅光Lr。
光調(diào)制器14包括與光的三種基色(即紅光Lr、綠光Lg及藍(lán)光 Lb)相對應(yīng)的三個液晶元件14R、 14G及14B，并且基于控制器2供 給的用于它們相應(yīng)光的視頻信號而調(diào)制從光源11發(fā)射的照射光的每 個光基色。
具體而言，液晶元件14R布置在反射鏡133與二向棱鏡15之間， 并且基于從控制器2供給的用于紅色的視頻信號而調(diào)制入射紅光Lr。 液晶元件14G布置在分色鏡122與二向棱鏡15之間，并且基于從控 制器2供給的用于綠色的視頻信號而調(diào)制入射綠光Lg。液晶元件14B 布置在反射鏡131與二向棱鏡15之間，并且基于從控制器2供給的 用于藍(lán)色的視頻信號而調(diào)制入射藍(lán)光Lb。這些液晶元件14R、 14G 及14B具有如下構(gòu)造，包含液晶分子的液晶層布置在一對基片之間， 基于視頻信號的驅(qū)動電壓被施加到基片對。
二向棱鏡15通過混合分別由液晶元件14R、 14G及14B調(diào)制的 紅光Lr、綠光Lg及藍(lán)光Lb而產(chǎn)生混合光(顯示光)Lout,并且使 顯示光Lout向光路(到可變光闌16和投影透鏡17的光路)傳播。
可變光闌16布置在二向棱鏡15與投影透鏡17之間，是具有開 孔(未示出)的機械快門，開孔大小是可變的。具體而言，開孔大小 在稍后描述的控制器2的控制下增大或減小。因而，從入射光(從二 向棱鏡15供給的顯示光Lout)切斷的光量被改變(調(diào)節(jié))，從而稍 后描述的入射光(來自光源11的光)的光量減少。入射光的光量(以 后將詳細(xì)描述)基于輸入視頻信號Din中的亮度信息(例如，稍后描 述的亮度直方圖分布Hl)被調(diào)節(jié)。
投影透鏡17布置在可變光闌16與屏幕18之間。顯示光Lout， 在受到液晶元件14R、 14G及14B的調(diào)制以及隨后在可變光闌16的 光量調(diào)節(jié)之后，由投影透鏡17投影到屏幕18。
控制器2具有特征信息檢測單元21、特征信息處理單元22、視 頻信號處理單元23、液晶元件驅(qū)動單元24及可變光闌驅(qū)動單元25。
特征信息檢測單元21通過提取輸入視頻信號Din中的亮度信息 的特征，檢測關(guān)于輸入圖像是明亮場景還是暗場景的特征信息Il (例 如，稍后描述的檢測特征點亮度)，并且把特征信息I1供給到特征信 息處理單元22。具體而言，它被配置為通過提取最大亮度、平均亮度、 最小亮度等作為信息，通過使用例如圖2表示的亮度直方圖分布H1、 RGB直方圖分布(未示出)等來檢測特征信息II。
基于從特征信息檢測單元21供給的特征信息II，特征信息處理 單元22把光量控制信號S2供給到可變光闌驅(qū)動單元25，從而進(jìn)行光 量調(diào)節(jié)以減小顯示光Lout (來自光源11的光)的光量。特征信息處 理單元22還把圖像控制信號Sl供給到視頻信號處理單元23,從而根 據(jù)可變光闌16產(chǎn)生的光量調(diào)節(jié)量進(jìn)行圖像校正以增大輸入視頻信號 Din的亮度級。這些允許了對顯示圖4象的可感知對比感的提高，如以 后將描述的那樣。
當(dāng)與液晶元件14R、 14G及14B調(diào)制的光(顯示光Lout)的亮 度狀態(tài)相對應(yīng)的最終顯示亮度狀態(tài)(對用戶的最終亮度狀態(tài))比預(yù)定 第一亮度狀態(tài)暗時，特征信息處理單元22重新調(diào)節(jié)，從而在處理單 元22得到的光量控制信號S2的設(shè)置值(調(diào)節(jié)光量)變得比設(shè)置之前
更小(即，進(jìn)行調(diào)節(jié)值的重新調(diào)節(jié)處理)。具體而言，當(dāng)可變光闌16 調(diào)節(jié)后的光量在小于預(yù)定第一光量閾值(光量閾值Lthl，稍后描述) 的一定范圍內(nèi)時，光量控制信號S2的設(shè)置值(調(diào)節(jié)值)被重新調(diào)節(jié)， 從而調(diào)節(jié)光量變得比設(shè)置值更小。就是說，基于從特征信息檢測單元 21供給的特征信息I1 (例如，與亮度直方圖分布H1中的最大亮度有 關(guān)的信息)，特征信息處理單元22分辨它是完全黑色(完全暗)圖 像還是包括部分存在精細(xì)分級表示的暗圖像，并且當(dāng)它是完全暗圖像 時，重新調(diào)節(jié)光量控制信號S2的設(shè)置值(調(diào)節(jié)光量)，從而顯示光 Lout具有進(jìn)一步更低的亮度。術(shù)語"完全暗圖像"是指例如顯示屏幕內(nèi) 的所有象素存在于具有亮度直方圖分布Hl中的3至5%或更小亮度 級的亮度區(qū)域中。術(shù)語"一定范圍，，取決于所期望的圖像表示和顯示設(shè) 備的圖像校正方法，因而根據(jù)設(shè)備而校正是必要的。例如，所述一定 范圍對應(yīng)于如下情況，其中進(jìn)行光量調(diào)節(jié)從而可變光闌16調(diào)節(jié)后的 光量成為調(diào)節(jié)之前光量的近似3至5%。以后將描述特征信息處理單 元22的調(diào)節(jié)值重新調(diào)節(jié)處理的細(xì)節(jié)。
視頻信號處理單元23把用來調(diào)節(jié)視頻信號的色溫的所謂伽馬校 正和白平衡調(diào)節(jié)施加到輸入視頻信號Din,并且響應(yīng)于特征信息處理 單元22供給的圖像控制信號Sl把圖3箭頭表示的圖像校正施加到輸 入視頻信號Din。具體而言，視頻信號處理單元23進(jìn)行圖像校正，從 而根據(jù)可變光闌16產(chǎn)生的光量調(diào)節(jié)量(光量控制信號S2的設(shè)置值)， 通過把圖3附圖標(biāo)記Gl指示的直線所表示的圖像校正施加到圖3附 圖標(biāo)記GO指示的直線(預(yù)校正亮度級特征)，來增大輸入視頻信號 Din的亮度級。視頻信號處理單元23然后把后-校正視頻信號Dl供給 到液晶元件驅(qū)動單元24。圖3中，亮度區(qū)Wl指示其中亮度級范圍由 上述圖像校正擴展的亮度區(qū)，并且亮度區(qū)W2指示其中亮度級范圍由 上述圖像校正壓縮的亮度區(qū)。就是說，在具有比亮度閾值Yth更高的 亮度的亮度區(qū)(即，明亮亮度區(qū))中，亮度級范圍被圖像校正壓縮。
液晶元件驅(qū)動單元24基于視頻信號處理單元23供給的后-校正 浮見頻信號D1驅(qū)動液晶元件14R、 14G及14B。
可變光闌驅(qū)動單元25配置為具有用來移動可變光闌16的開口的 電機和驅(qū)動電機的電才幾驅(qū)動器，并且控制可變光闌16中的開孔的面 積，具體而言，基于特征信息處理單元22供給的光控制信號S2調(diào)節(jié) 進(jìn)入可變光闌16的入射光的光量。
本發(fā)明中，液晶元件14R、 14G及14B對應(yīng)于"空間光調(diào)制元件" 的特定例子，可變光闌16對應(yīng)于"光量調(diào)節(jié)裝置"的特定例子，及投 影透鏡17對應(yīng)于"投影裝置"的特定例子。視頻信號處理單元23對應(yīng) 于"圖像校正裝置"的特定例子，并且特征信息處理單元22對應(yīng)于"重 新調(diào)節(jié)裝置"的特定例子。
參照圖1至4將詳細(xì)描述第一實施例的液晶投影儀1的操作。圖 4表示特征信息處理單元22的調(diào)節(jié)值重新調(diào)節(jié)處理(調(diào)節(jié)光量的重新 調(diào)節(jié)處理)的例子。
液晶投影儀l中，如圖1所示，從光源11發(fā)射的照射光由分色 鏡121分離成紅光Lr、綠光Lg與藍(lán)光Lb，并且進(jìn)一步紅光Lr和綠 光Lg由分色鏡122彼此分離。分離的紅光Lr經(jīng)反射鏡132和133進(jìn) 入到液晶元件14R，分離的綠光Lg直接進(jìn)入液晶元件14G，及分離 的藍(lán)光Lb經(jīng)反射鏡131進(jìn)入到液晶元件14B。光的這些Lr、 Lg及 Lb基色在液晶元件14R、 14G及14B中基于控制器2供給它們對應(yīng) 視頻信號而被分別調(diào)制。如此調(diào)制的這些光Lr、 Lg及Lb基色由二 向棱鏡15混合成顯示光Lout。顯示光Lout的光量由可變光闌16調(diào) 節(jié)，并且然后由投影透鏡17投影到屏幕18，實現(xiàn)基于輸入視頻信號 Din的圖1象顯示。
控制器2中，特征信息檢測單元21提取輸入視頻信號Din中的 亮度信息的特征(例如，圖2表示的亮度直方圖分布HI)，由此檢 測特征信息Il (例如，稍后描述的檢測特征點亮度)并把其供給到特 征信息處理單元22。在特征信息處理單元22中，基于特征信息Il, 把光量控制信號S2供給到可變光闌驅(qū)動單元25從而進(jìn)行光量調(diào)節(jié)以 減小顯示光Lout (來自光源11的光)的光量，并且把圖像控制信號 Sl供給到視頻信號處理單元23從而根據(jù)可變光闌16產(chǎn)生的光量調(diào)節(jié)
量進(jìn)行圖像校正以增大輸入視頻信號Din的亮度級。在特征信息處理 單元22中，基于圖像控制信號Sl,把用來增大輸入視頻信號Din的 亮度級的圖像校正施加到輸入視頻信號Din，例如圖3箭頭所示，并 把后-校正視頻信號Dl供給到液晶元件驅(qū)動單元24?；诤?校正視 頻信號Dl和光量控制信號S2，液晶元件驅(qū)動單元24和可變光闌驅(qū) 動單元25分別驅(qū)動液晶元件14R、 14G及14B和可變光闌16，以在 液晶元件14R、 14G及14B中調(diào)制光Lr、 Lg及Lb這些基色，從而 增大圖3所示的輸入視頻信號Din的亮度級。另一方面，可變光闌16 進(jìn)行光量調(diào)節(jié)，從而根據(jù)特征信息Il (檢測特征點亮度)減小顯示光 Lout(來自光源11的光)的光量，如圖4附圖標(biāo)記G2指示的直線所 示那樣。因此，基于屏幕18上的顯示光Lout,降低黑色側(cè)(暗側(cè)) 圖像亮度，以提高顯示圖像的可感知對比感。
當(dāng)對應(yīng)于液晶元件14R、 14G及14B調(diào)制的光(顯示光Lout) 的亮度狀態(tài)的最終顯示亮度狀態(tài)(相對于用戶的最終亮度狀態(tài))比預(yù) 定第一亮度狀態(tài)暗時，特征信息處理單元22重新調(diào)節(jié)特征信息處理 單元22產(chǎn)生的光量控制信號S2的設(shè)置值(調(diào)節(jié)光量)從而比設(shè)置之 前更小。就是說，特征信息處理單元22進(jìn)行調(diào)節(jié)值的重新調(diào)節(jié)處理。 具體而言，當(dāng)可變光闌16產(chǎn)生的調(diào)節(jié)光量在小于預(yù)定第一光量閾值 Lthl的一定范圍內(nèi)(范圍Lmin至Lthl內(nèi))時，換句話說，當(dāng)特征 信息檢測單元21供給的特征信息II (即，檢測特征點亮度)在小于 預(yù)定亮度閾值Ithl的一定范圍內(nèi)(0至lthl的范圍內(nèi))時，光量控制 信號S2的設(shè)置值(調(diào)節(jié)光量)被重新調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)光量變得比設(shè) 置值更小，如圖4中箭頭和附圖標(biāo)記G2和G31所示那樣。因此，在 比上述第一亮度狀態(tài)暗的狀態(tài)下，最終顯示亮度狀態(tài)變得比重新調(diào)節(jié) 之前更暗，就是說，進(jìn)一步降低顯示光Lout的亮度。
因而，第一實施例中，可變光闌16基于輸入視頻信號Din中的 亮度信息進(jìn)行光量調(diào)節(jié)以減小來自光源11的光的光量，以及視頻信 號處理單元23根據(jù)上述光量調(diào)節(jié)量進(jìn)行圖像校正以增大輸入視頻信 號Din的亮度級。這能夠?qū)崿F(xiàn)光量調(diào)節(jié)和圖像校正以降低黑色側(cè)(暗 側(cè))圖像亮度，使得有可能提高可感知對比感。而且，當(dāng)與液晶元件
14R、 14G及14B調(diào)制的光(顯示光Lout)的亮度狀態(tài)相對應(yīng)的最終 顯示亮度狀態(tài)比預(yù)定第一亮度狀態(tài)暗時，特征信息處理單元22重新 調(diào)節(jié)光量控制信號S2的設(shè)置值(調(diào)節(jié)光量)，使其比設(shè)置之前更小。 因此，在比上述第一亮度狀態(tài)暗的狀態(tài)下，最終顯示亮度狀態(tài)變得比 重新調(diào)節(jié)之前更暗，就是說，能夠進(jìn)一步降低顯示光Lout的亮度。 因而當(dāng)來自光源的光量隨視頻信號變化時，有可能更有效地提高可感 知對比感。
具體而言，當(dāng)可變光闌16產(chǎn)生的調(diào)節(jié)光量在小于預(yù)定第一光量 閾值Lthl的一定范圍內(nèi)(在范圍Lmin至Lthl內(nèi))時，換句話說， 當(dāng)特征信息檢測單元21供給的特征信息II (檢測特征點亮度)在小 于預(yù)定亮度閱值Ithl的一定范圍內(nèi)(在0至Ithl的范圍內(nèi))時，光 量控制信號S2的設(shè)置值(調(diào)節(jié)光量)被重新調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)光量變 得比設(shè)置值更小。因而有可能獲得上述優(yōu)點。
可替換地，當(dāng)上述最終顯示亮度狀態(tài)比第一亮度狀態(tài)暗時，可以 進(jìn)行重新調(diào)節(jié)，從而光量控制信號S2的設(shè)置值(調(diào)節(jié)光量)成為其 下限值。在比第一亮度狀態(tài)暗的狀態(tài)下，可使最終顯示亮度狀態(tài)更暗， 使得有可能進(jìn)一步提高可感知對比感。
如以上參照圖3描述的那樣，第一實施例已經(jīng)描述了其中可變光 闌16進(jìn)行光量調(diào)節(jié)從而減小來自光源11的光的光量、并且視頻信號 處理單元23進(jìn)行圖像校正以增大輸入視頻信號Din的亮度級的情形。 基于輸入視頻信號Din的亮度信息的光量調(diào)節(jié)方法和圖像校正方法不 限于以上情形，并且可以采用其它方法進(jìn)行光量調(diào)節(jié)和圖像校正。然 而，如圖3所示的用來執(zhí)行光量調(diào)節(jié)和圖像校正的配置在提高可感知 對比感方面非常有效。
第二實施例
下面將描述本發(fā)明的第二實施例。與第一實施例中的那些相類似 的元件已經(jīng)保持相同附圖標(biāo)記，并因此省略其描述。
圖5表示根據(jù)第二實施例的圖像顯示設(shè)備(液晶投影儀)中的特
征信息處理單元22的調(diào)節(jié)值重新調(diào)節(jié)處理(調(diào)節(jié)光量重新調(diào)節(jié)處理) 的例子。由于第二實施例的圖像顯示設(shè)備的整個構(gòu)造與第一實施例 (液晶投影儀l)的構(gòu)造相同，所以這里省略其描述。
當(dāng)與液晶元件14R、 14G及14B調(diào)制的光(顯示光Lout)的亮 度狀態(tài)相對應(yīng)的最終顯示亮度狀態(tài)(關(guān)于用戶的最終亮度狀態(tài))比預(yù) 定第二亮度狀態(tài)亮?xí)r，特征信息處理單元22在設(shè)置調(diào)節(jié)方向、或校 正方向的相反方向上，重新調(diào)節(jié)都由處理單元22產(chǎn)生的光量控制信 號S2的設(shè)置值(調(diào)節(jié)光量)和圖像控制信號Sl的設(shè)置值(后-校正 視頻信號亮度級)中的至少之一 (即，進(jìn)行調(diào)節(jié)值重新調(diào)節(jié)處理)。 具體而言，例如圖5所示，當(dāng)可變光闌16調(diào)節(jié)后的光量在大于預(yù)定 第二光量閾值Lth2的一定范圍內(nèi)(在范圍Lth2至Lmax內(nèi))時，換 句話說，當(dāng)從特征信息檢測單元21供給的特征信息II (即，檢測特 征點亮度)在大于預(yù)定第二亮度閾值Ith2的一定范圍內(nèi)(在范圍Ith2 至Imax內(nèi))時，重新調(diào)節(jié)光量控制信號S2的設(shè)置值(調(diào)節(jié)光量)， 從而調(diào)節(jié)光量變?yōu)楸萟L置值更大，如圖5中箭頭和附圖標(biāo)記G2和G32 所示那樣。此外，對應(yīng)地重新調(diào)節(jié)圖像控制信號Sl的設(shè)置值(后-校 正視頻信號亮度級)，從而后-校正視頻信號Dl的亮度級比設(shè)置值更 低。這減小對白色側(cè)(亮側(cè))圖像(例如圖3中的亮度區(qū)Wl的圖像) 的過度光量調(diào)節(jié)和圖像校正。
因而，在第二實施例中，當(dāng)最終顯示亮度狀態(tài)比預(yù)定第二亮度狀 態(tài)亮?xí)r，特征信息處理單元22在設(shè)置調(diào)節(jié)方向或校正方向的相反方 向上重新調(diào)節(jié)光量控制信號S2 (調(diào)節(jié)光量)和圖像控制信號S1 (后-校正視頻信號亮度級)的至少之一。這減小了與提高可感知對比感的 效果一起出現(xiàn)的對白色側(cè)(亮側(cè))圖像的過度光量調(diào)節(jié)和圖像校正。 因此，除第一實施例產(chǎn)生的優(yōu)點之外，在提高可感知對比感的同時能 夠減小精細(xì)分級表示的惡化。
具體而言，當(dāng)可變光闌16產(chǎn)生的調(diào)節(jié)光量在大于預(yù)定第二光量 閾值Lth2的一定范圍內(nèi)(在范圍Lth2至Lmax內(nèi))時，換句話"i兌， 當(dāng)特征信息檢測單元21供給的特征信息II (檢測特征點亮度)在大
于預(yù)定第二亮度閾值Ith2的一定范圍內(nèi)(在范圍Ith2至Imax內(nèi))時， 重新調(diào)節(jié)光量控制信號S2的設(shè)置值(調(diào)節(jié)光量)，從而調(diào)節(jié)光量成 為比設(shè)置值更大。而且，對應(yīng)地重新調(diào)節(jié)圖像控制信號Sl的設(shè)置值 (后-校正視頻信號亮度級)，從而后-校正視頻信號Dl的亮度級比設(shè) 置值更低。這些重新調(diào)節(jié)產(chǎn)生了上述優(yōu)點。
另外，當(dāng)上述最終顯示亮度狀態(tài)比第二亮度狀態(tài)亮?xí)r，光量控制 信號S2的設(shè)置值(調(diào)節(jié)光量)和圖像控制信號Sl的設(shè)置值(后-校 正視頻信號亮度級)分別被重新調(diào)節(jié)到預(yù)調(diào)節(jié)光量和預(yù)校正視頻信號 亮度級，如圖5附圖標(biāo)記G32表示的那樣。這種情況下，來自光源 11的光的光量和后-校正視頻信號Dl的亮度級分別被重新調(diào)節(jié)到預(yù) 調(diào)節(jié)值和預(yù)校正值。因此，有可能完全消除對白色側(cè)(亮側(cè))圖像的 過度光量調(diào)節(jié)和圖像校正，如以上描述的那樣。這能夠避免精細(xì)分級 表示的惡化并保持光量調(diào)節(jié)和圖像校正之前的狀態(tài)。
盡管以上基于第一和第二實施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不 限于此，而是其中可以進(jìn)行各種修改。例如，有可能進(jìn)行如下不同修 改。
取代實際調(diào)節(jié)值，圖6表示的目標(biāo)值G4可以用作從特征信息處 理單元22供給的光量控制信號S2和在重新調(diào)節(jié)后的圖像控制信號Sl (調(diào)節(jié)光量或后-校正視頻信號亮度級)的重新調(diào)節(jié)值，從而輸入視頻 信號Din的光量調(diào)節(jié)或亮度級校正可以在逐幀基礎(chǔ)上(諸如時序t0 到tl、 tl到t2及t2到t3之類的時間間隔基礎(chǔ)上)漸近地進(jìn)行，如圖 5的實際調(diào)節(jié)值G5表示的那樣。這種情況下，例如，當(dāng)顯示具有隨 時間巨大亮度變化的圖像時，如具有頻繁閃爍的圖像，光量調(diào)節(jié)量的 不連續(xù)性被減小以抑制瞬態(tài)影響，使得能夠減小顯示屏幕上的閃爍 等。
第一實施例中，如圖4箭頭和附圖標(biāo)記G31表示的那樣，當(dāng)最 終顯示亮度狀態(tài)比預(yù)定第一亮度狀態(tài)暗時，光量控制信號S2的設(shè)置 值(調(diào)節(jié)光量)被重新調(diào)節(jié)到其下限值(光量Lmin)?？商鎿Q地， 如圖7中箭頭和附圖標(biāo)記G61表示的那樣，對預(yù)調(diào)節(jié)和預(yù)校正設(shè)置值
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的重新調(diào)節(jié)不是必需的，只要光量控制信號S2 (調(diào)節(jié)光量)和圖像控 制信號Sl (后-校正視頻信號亮度級)的至少之一在設(shè)置調(diào)節(jié)方向或 校正方向的相反方向上被重新調(diào)節(jié)。
第二實施例中，如圖5中箭頭和附圖標(biāo)記G32表示的那樣，當(dāng) 最終顯示亮度狀態(tài)比預(yù)定第二亮度狀態(tài)亮?xí)r，光量控制信號S2的設(shè) 置值(調(diào)節(jié)光量)和圖像控制信號Sl的設(shè)置值(后-校正視頻信號亮 度級)分別被重新調(diào)節(jié)到預(yù)調(diào)節(jié)光量和預(yù)校正視頻信號亮度級。可替 換地，如圖8中箭頭和附圖標(biāo)記G62表示的那樣，重新調(diào)節(jié)到下限值 不是必需的，只要光量控制信號S2(調(diào)節(jié)光量)被重新調(diào)節(jié)到較小值。
第一實施例中，當(dāng)可變光闌16產(chǎn)生的調(diào)節(jié)光量在小于預(yù)定第一 光量閾值Lthl的一定范圍內(nèi)(在范圍Lmin至Lthl內(nèi))時，換句話 說，當(dāng)特征信息檢測單元21供給的特征信息II (即，檢測特征點亮 度)在小于預(yù)定第一亮度閾值Ithl的一定范圍內(nèi)(在0至Ithl的范 圍內(nèi))時，進(jìn)行調(diào)節(jié)值重新調(diào)節(jié)處理。可替換地，當(dāng)具有指示比預(yù)定 亮度閾值低的亮度級的后-校正視頻信號Dl的象素比例大于預(yù)定第一 象素閾值(例如，30%)時，可以進(jìn)行調(diào)節(jié)值重新調(diào)節(jié)處理。 一般地， 光量調(diào)節(jié)量與視頻信號亮度級的校正量之間有一定關(guān)系，因此兩個指 標(biāo)都可以用來進(jìn)行調(diào)節(jié)值重新調(diào)節(jié)處理。
第二實施例中，當(dāng)可變光闌16產(chǎn)生的調(diào)節(jié)光量在大于預(yù)定第二 光量閾值Lth2的一定范圍內(nèi)(在范圍Lth2至Lmax內(nèi))時，換句話 說，當(dāng)特征信息檢測單元21供給的特征信息II (即，檢測特征點亮 度)在大于預(yù)定第二亮度閾值Ith2的一定范圍內(nèi)(在范圍Ith2至Imax 內(nèi))時，進(jìn)行調(diào)節(jié)值重新調(diào)節(jié)處理?？商鎿Q地，當(dāng)具有指示比預(yù)定亮 度閾值高的亮度級的后-校正視頻信號Dl的象素比例大于預(yù)定第二象 素閾值(例如，30%)時，可以進(jìn)行調(diào)節(jié)值重新調(diào)節(jié)處理。 一般地， 光量調(diào)節(jié)量與視頻信號亮度級的校正量之間有一定關(guān)系，因此兩個指 標(biāo)都可以用來進(jìn)行調(diào)節(jié)值重新調(diào)節(jié)處理。
預(yù)定亮度狀態(tài)(例如，預(yù)定光量閾值Lthl和Lth2、預(yù)定亮度閾 值Ythl、 Yth2、 Ithl及Ith2、及預(yù)定象素閾值)根據(jù)例如基于輸入視頻信號Din的圖像圖案可能是可調(diào)節(jié)的。
以上實施例中，盡管可變光闌16布置在液晶元件14R、 14G及 14B后面，但可變光闌16可以布置在這些元件之前，從而調(diào)節(jié)來自 光源11的光的光量。
代之以光源11由囟素?zé)?、金屬卣化物燈或氙燈?gòu)造，以及可變 光闌16調(diào)節(jié)來自光源11的光的光量的上述配置，光源11可以包括 例如發(fā)光二極管(LED)。這種情況下，來自光源11的光的光量可 以通過基于輸入視頻信號Din中的亮度信息改變到LED的供給電壓 而調(diào)節(jié)。
盡管以上已經(jīng)描述了所謂的3-調(diào)制-面板投影顯示器(投影儀)， 但本發(fā)明也可應(yīng)用于其它模式的投影顯示設(shè)備。
代之以提供用來把空間光調(diào)制元件(液晶元件14R、 14G及14B ) 調(diào)制的光投影到屏幕18上的投影裝置(投影透鏡17)的投影顯示設(shè) 備(液晶投影儀l)的配置，本發(fā)明可以應(yīng)用于諸如液晶TV3之類的 直視型顯示設(shè)備，如圖9所示。具體而言，液晶TV3具有包括液晶 元件(未示出)的液晶顯示面板31、作為液晶顯示面板31的背光光 源的背光單元32及控制器2A。背光單元32包括例如LED?？刂破?2A內(nèi)的背光驅(qū)動單元25A基于特征信息處理單元22供給的光量控制 信號S3,通過改變到LED的供給電壓，調(diào)節(jié)來自背光單元32的光的 光量。這種直視型顯示設(shè)備也產(chǎn)生與以上實施例相同的優(yōu)點。
代之以使用所謂透射型空間光調(diào)制元件(液晶元件14R、 14G及 14B)的透射型液晶顯示設(shè)備(液晶投影儀1)，本發(fā)明也可應(yīng)用于 使用所謂反射型空間光調(diào)制元件(液晶元件和類似元件)的反射型液 晶顯示設(shè)備(液晶投影儀和類似儀器)。
盡管在以上實施例中，空間光調(diào)制元件是液晶元件(液晶元件 14R、 14G及14B )并且配置為液晶顯示設(shè)備(液晶投影儀1),但例 如，DMD (數(shù)字微鏡裝置)可以用作其它空間光調(diào)制元件。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，依據(jù)設(shè)計要求和其它因素可以想到 各種修改、組合、子組合及變更，因為它們在附屬權(quán)利要求書或其等 效物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種圖像顯示設(shè)備，包括:光源；空間光調(diào)制元件，用于基于視頻信號調(diào)制來自光源的光；光量調(diào)節(jié)裝置，用于基于視頻信號中的亮度信息調(diào)節(jié)來自光源的光的光量；圖像校正裝置，用于根據(jù)光量調(diào)節(jié)裝置的光量調(diào)節(jié)來校正視頻信號的亮度級，并且把校正視頻信號供給到空間光調(diào)制元件；及重新調(diào)節(jié)裝置，用于在代表空間光調(diào)制元件所調(diào)制的光的亮度的最終顯示亮度級比預(yù)定的第一亮度級低的情況下，進(jìn)行重新調(diào)節(jié)，從而光量調(diào)節(jié)目標(biāo)被重新調(diào)節(jié)到更低值，其中光量調(diào)節(jié)目標(biāo)代表光量調(diào)節(jié)裝置所采用的光量中的調(diào)節(jié)目標(biāo)值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示設(shè)備，其中在光量調(diào)節(jié)目標(biāo)比 預(yù)定第一光量閾值低的情況下，重新調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行光量調(diào)節(jié)目標(biāo)的重 新調(diào)節(jié)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示設(shè)備，其中在亮度級校正目標(biāo) 落到預(yù)定亮度閾值以下的象素的比例比預(yù)定第一象素閾值高的情況 下，重新調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行光量調(diào)節(jié)目標(biāo)的重新調(diào)節(jié)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示設(shè)備，其中在最終顯示亮度級 比第一亮度級低的情況下，重新調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行重新調(diào)節(jié)，從而光量調(diào) 節(jié)目標(biāo)被重新調(diào)節(jié)到最小值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示設(shè)備，其中第一亮度級是可變的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像顯示設(shè)備，其中第一亮度級根據(jù)基 于視頻信號的圖像圖案是可變的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示設(shè)備，其中光量調(diào)節(jié)裝置基于 重新調(diào)節(jié)裝置重新調(diào)節(jié)的光量調(diào)節(jié)目標(biāo)，漸近地逐幀調(diào)節(jié)來自光源的 光的光量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示設(shè)備，其中視頻信號所代表的 亮度信息是顯示區(qū)域中的亮度直方圖分布。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像顯示設(shè)備，其中在亮度直方圖分布 中的最大亮度值比預(yù)定亮度值低的情況下，重新調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行光量調(diào) 節(jié)目標(biāo)的重新調(diào)節(jié)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示設(shè)備，其中圖像校正裝置校 正視頻信號，從而當(dāng)光量由光量調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)為減小時，視頻信號的 亮度級增大。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的圖像顯示設(shè)備，其中在最終顯示亮度 級比預(yù)定的第二亮度級高的情況下，重新調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行重新調(diào)節(jié)，從 而在光量調(diào)節(jié)目標(biāo)和亮度級校正目標(biāo)之中，至少亮度級校正目標(biāo)被圖 像校正裝置重新調(diào)節(jié)為與校正方向相反的方向上的值，其中亮度級校 正目標(biāo)代表圖像校正裝置所采用的視頻信號亮度級中的校正目標(biāo)值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像顯示設(shè)備，其中在光量調(diào)節(jié)目標(biāo) 比預(yù)定第二光量閾值高的情況下，重新調(diào)節(jié)裝置把光量調(diào)節(jié)目標(biāo)重新 調(diào)節(jié)到更高值。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像顯示設(shè)備，其中在亮度級校正目 標(biāo)超過預(yù)定第二亮度閾值的象素的比例比預(yù)定第二象素閾值高的情 況下，重新調(diào)節(jié)裝置把亮度級校正目標(biāo)重新調(diào)節(jié)到更低值。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像顯示設(shè)備，其中在最終顯示亮度 級比預(yù)定的第二亮度級高的情況下，重新調(diào)節(jié)裝置把光量調(diào)節(jié)目標(biāo)重 新調(diào)節(jié)成未調(diào)節(jié)值，并且把亮度級校正目標(biāo)重新調(diào)節(jié)成未校正值。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示設(shè)備，還包括用于把空間光 調(diào)制元件調(diào)制的光投影到屏幕的投影裝置，其中光量調(diào)節(jié)裝置被配置為可變光闌，以通過減少來自光源的光的光 量來進(jìn)行光量調(diào)節(jié)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的圖像顯示設(shè)備，其中 空間光調(diào)制元件是液晶元件，及 圖像顯示設(shè)備被配置為液晶投影儀。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示設(shè)備，其中 空間光調(diào)制元件是液晶元件， 光源是位于液晶元件后面的背光，及圖像顯示設(shè)備被配置為液晶顯示設(shè)備。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的圖像顯示設(shè)備，其中 背光包括發(fā)光二極管(LED),以及光量調(diào)節(jié)裝置基于視頻信號所代表的亮度信息，通過改變供給到 LED的供給電壓而調(diào)節(jié)來自背光的光的光量。
19. 一種圖像顯示設(shè)備，包括 光源；空間光調(diào)制元件，基于視頻信號調(diào)制來自光源的光； 光量調(diào)節(jié)部分，基于視頻信號中的亮度信息調(diào)節(jié)來自光源的光的、 圖像校正部分，根據(jù)光量調(diào)節(jié)部分的光量調(diào)節(jié)來校正視頻信號的 亮度級，并且把校正視頻信號供給到空間光調(diào)制元件；及重新調(diào)節(jié)部分，在代表空間光調(diào)制元件調(diào)制的光的亮度的最終顯 示亮度級比預(yù)定的第一亮度級低的情況下，進(jìn)行重新調(diào)節(jié)，從而光量 調(diào)節(jié)目標(biāo)被重新調(diào)節(jié)到更低值，其中光量調(diào)節(jié)目標(biāo)代表光量調(diào)節(jié)部分 所釆用的光量中的調(diào)節(jié)目標(biāo)值。
全文摘要
一種圖像顯示設(shè)備，包括光源；空間光調(diào)制元件，基于視頻信號調(diào)制來自光源的光；光量調(diào)節(jié)部分，基于視頻信號中的亮度信息調(diào)節(jié)來自光源的光的光量；圖像校正部分，根據(jù)光量調(diào)節(jié)部分的光量調(diào)節(jié)來校正視頻信號的亮度級，并把校正視頻信號供給到空間光調(diào)制元件；及重新調(diào)節(jié)部分，在代表空間光調(diào)制元件調(diào)制的光的亮度的最終顯示亮度級比預(yù)定第一亮度級低的情況下，進(jìn)行重新調(diào)節(jié)，從而光量調(diào)節(jié)目標(biāo)被重新調(diào)節(jié)到更低值，其中光量調(diào)節(jié)目標(biāo)代表光量調(diào)節(jié)部分所采用的光量中的調(diào)節(jié)目標(biāo)值。
文檔編號H04N5/74GK101377611SQ200810212458
公開日2009年3月4日 申請日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者三浦有生 申請人:索尼株式會社