(57)【要約】【課題】  時間的な輝度変化に基づくノイズは除去し、階調性能及び動画性能を向上させる投射型液晶表示装置を提供する。【解決手段】  画像信号から輝度信号を生成する輝度調整部１１と、光源１２からの出射光を、輝度信号に基づいて遮断し、空間光変調素子へ入射させる入射光量を制御する光量制御部１３と、画像信号から生成された空間変調素子１６への画像信号を輝度信号に応じて変調する画質制御部１５とを備え、輝度調整部１１は、画像信号の時間方向の高周波成分を抽出する高周波成分抽出手段１１２と、抽出された高周波成分に基づいて、画像信号から時間軸上のノイズを除去してノイズ除去信号を生成するノイズ検出手段１１３と、ノイズ除去信号から画像信号の最大輝度を検出し、最大輝度を輝度信号とする輝度信号生成手段１１４とを有する。【選択図】      図１
2006208581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの出射光を画像信号に基づいて空間光変調素子により変調し、変調した光をスクリーン上に投射して結像させる投射型液晶表示装置であって、
画像信号から輝度信号を生成する輝度調整部と、
前記光源からの出射光を、前記輝度信号に基づいて遮断し、前記空間光変調素子へ入射させる入射光量を制御する光量制御部と、
前記画像信号から生成された前記空間変調素子への画像信号を輝度信号に応じて変調する画質制御部と、
を備え、
前記輝度調整部は、
前記画像信号の時間方向の高周波成分を抽出する高周波成分抽出手段と、
抽出された前記高周波成分に基づいて、前記画像信号から時間軸上のノイズを除去してノイズ除去信号を生成するノイズ検出手段と、
前記ノイズ除去信号から前記画像信号の最大輝度を検出し、前記最大輝度を輝度信号とする輝度信号生成手段と、
を有することを特徴とする投射型液晶表示装置。
【請求項２】
前記輝度調整部の高周波成分抽出手段は、離散フーリエ変換を利用して高周波成分を抽出することを特徴とする請求項１に記載の投射型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶素子からなる空間光変調素子を用いて、光源からの光を画像信号に応じて調整し、変調した光をスクリーン上に投射して画像を表示する投射型液晶表示装置が知られている。
【０００３】
このような投射型液晶表示装置には、直視型ＣＲＴ画像表示装置に比べて階調性能が劣るという問題があった。また、動画像を表示した場合に画像がぼけて見えるという問題があった。
【０００４】
上記の問題を解決するために、画像信号からフレーム内の最大輝度信号を検出し、検出された最大輝度信号に応じて光源から空間光変調素子への出射光量を時間的に制御する光量制御部を有し、制御された光量に応じて変調する画質制御部を有する投射型液晶表示装置がある。
【特許文献１】特開２００２−２１４６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の方法では、輝度調整として、単に、各画素の輝度信号の最大値を最大輝度として、利用する構成である。しかしながら、画像信号は、時間的にノイズとして輝度変化が生ずることがあり、最大輝度を求めるための最大値もノイズであることもある。このように画像信号のノイズにより最大輝度が求められた場合、階調性能、動画性能が劣化するという問題が生じる。
【０００６】
上記課題に鑑み本発明は、時間的な輝度変化に基づくノイズを除去し、階調性能及び動画性能を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、第１の特徴に係る本発明によれば、光源１２からの出射光を画像信号に基づいて空間光変調素子１６により変調し、変調した光をスクリーン上に投射して結像させる投射型液晶表示装置１であって、画像信号から輝度信号を生成する輝度調整部１１と、光源１２からの出射光を、輝度信号に基づいて遮断し、空間光変調素子へ入射させる入射光量を制御する光量制御部１３と、画像信号から生成された空間変調素子１６への画像信号を輝度信号に応じて変調する画質制御部１５とを備え、輝度調整部１１は、画像信号の時間方向の高周波成分を抽出する高周波成分抽出手段１１２と、抽出された高周波成分に基づいて、画像信号から時間軸上のノイズを除去してノイズ除去信号を生成するノイズ検出手段１１３と、ノイズ除去信号から画像信号の最大輝度を検出し、最大輝度を輝度信号とする輝度信号生成手段１１４とを有することを特徴としている。
【０００８】
第２の特徴に係る本発明によれば、輝度調整部１１の高周波成分抽出手段１１２は、離散フーリエ変換を利用して高周波成分を抽出することを特徴としている。
【０００９】
上述構成の本発明によれば、時間的な輝度変化に基づくノイズを除去し、階調性能及び動画性能の向上を可能とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の投射型液晶表示装置では、時間的な輝度変化に基づくノイズを除去し、階調性能及び動画性能を向上させることができる投射型液晶表示装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る投射型液晶表示装置の最良の形態について図面を用いて説明する。
【００１２】
［投射型液晶表示装置］
図１に示すように、本発明に係る投射型液晶表示装置１は、信号受信端子１０、輝度調整部１１、光源１２、光量制御部１３、書き込み信号生成部１４、画質制御部１５、空間光変調素子１６及び投射レンズ１７を有している。
【００１３】
信号受信端子１０は、接続される外部装置から、ビデオ入力、パソコン入力又はＤＶＩ入力等により、画像信号Ｓ1が入力される。
【００１４】
輝度調整部１１は、信号受信端子１０から画像信号Ｓ1が入力されると、入力された画像信号Ｓ1に基づいて、各画素の輝度情報を含む輝度信号Ｂmaxを生成する。
【００１５】
光源１２は、図示しないスクリーンに画像を映し出すための光Ｌ1を出射する。
【００１６】
光量制御部１３は、輝度調整部１１から輝度信号Ｂmaxが入力されるとともに、光源１２から光Ｌ1が入力される。光量制御部１３は、輝度信号Ｂmaxに基づいて、光Ｌ1を制御して光Ｌ2を出力する。
【００１７】
光量制御部１３は、具体的には、コントローラ１３１及びシャッタ手段１３２を有している。コントローラ１３１は、輝度調整部１１から入力される輝度信号Ｂmaxに基づいて、光量制御信号Ｓ2を生成する。また、シャッタ手段１３２は、コントローラ１３１から光量制御信号Ｓ2が入力されると、この光量制御信号Ｓ2に基づいて、光源１２から入力される光Ｌ1を遮断制御し、光Ｌ2を出力する。
【００１８】
なお、このシャッタ手段１３２は、例えば、強誘電性液晶、ネマティック液晶等の液晶素子を利用する。これらの液晶素子の透過率は非常に速い応答速度で変化し得るため、光源１２から入力される光を高速で遮断・透過させることが出来る。
【００１９】
書き込み信号生成部１４は、信号受信端子１０から画像信号Ｓ1が入力され、入力された画像信号Ｓ1に基づいて、書き込み信号Ｓ3を生成する。
【００２０】
画質制御部１５は、輝度調整部１１から輝度信号Ｂmaxが入力されるとともに、書き込み信号生成部１４から書き込み信号Ｓ3が入力される。画質制御部１５は、輝度信号Ｂmaxに基づいて書き込み信号Ｓ3を変調して出力信号Ｓ4を生成する。具体的には、出力信号Ｓ4は、下記の式１により、算出される。
【００２１】
Ｓ4＝（（２n−１）／Ｂmax）×Ｓ3  ・・・（式１）
空間光変調素子１６は、画質制御部１５から出力信号Ｓ4が入力されるとともに、光量制御部１３から光Ｌ2が入力される。空間光変調素子１６は、出力信号Ｓ4及び光Ｌ2に基づいて、出力画像を形成する光Ｌ3を生成する。この空間光変調素子１６は、たとえば、液晶層を有する透過型液晶素子である。
【００２２】
投射レンズ１７は、空間光変調素子１６を透過した光Ｌ3を投射光Ｌ4として出力し、図示しないスクリーンに投射する。
【００２３】
［輝度調整部］
次に、図２を用いて、投射型液晶表示装置１の輝度調整部１１について詳述する。輝度調整部１１は、図２に示すように、フレームメモリ１１１、高周波成分抽出手段１１２、ノイズ検出手段１１３及び輝度信号生成手段１１４を有している。
【００２４】
フレームメモリ１１１は、入力される画像信号Ｓ1を一時的に記憶する。
【００２５】
高周波成分抽出手段１１２は、フレームメモリ１１１に記憶される画像信号Ｓ1のフレームＦN，ＦN+1，ＦN+2に基づいて、時間方向の高周波成分を解析して高周波成分ＨN，ＨN+1，ＨN+2を抽出する。具体的には、高周波成分抽出手段１１２は、画像信号Ｓ1に基づいて、時間方向の高周波成分を抽出する。たとえば、高周波成分の抽出は、離散フーリエ変換を用いる。
【００２６】
ノイズ検出手段１１３は、フレームメモリ１１１から画像信号Ｓ1のフレームＦN，ＦN+1，ＦN+2が入力されるとともに、高周波成分抽出手段１１２から高周波成分ＨN，ＨN+1，ＨN+2が入力される。また、ノイズ検出手段１１３は、入力された高周波成分ＨN，ＨN+1，ＨN+2に基づいて、画像信号Ｓ1から時間軸上のノイズＮを検出する。さらに、ノイズ検出手段１１３は、ノイズＮを検出した場合、検出したノイズＮを画像信号Ｓ1のフレームＦN+1から除去し、ノイズ除去信号Ｓ5を生成する。
【００２７】
［輝度調整処理］
図３を用いて輝度調整部１１における時間的な輝度の変化により生じるノイズを各フレームのノイズとして検出し、検出したノイズを除去したノイズ除去信号Ｓ5から輝度信号Ｂmaxを生成する輝度調整処理について説明する。図３は、画像信号Ｓ1として入力される複数のフレームＦN，ＦN+1，ＦN+2から求められた高周波成分ＨN，ＨN+1，ＨN+2を示している。
【００２８】
画像信号Ｓ1は、フレームＦN，ＦN+1，ＦN+2の順に輝度調整部１１に入力され、フレームメモリ１１１に記憶される。フレームメモリ１１１に記憶されたフレームＦN，ＦN+1，ＦN+2は高周波成分抽出手段１１２に入力され、高周波成分ＨN，ＨN+1，ＨN+2が抽出される。
【００２９】
ノイズ検出手段１１３は、高周波成分抽出手段１１２で抽出された高周波成分ＨN，ＨN+1，ＨN+2が入力されると、各高周波成分ＨN，ＨN+1，ＨN+2の最大輝度ＢNmax，ＢN+1max，ＢN+2maxを求める。図３に示す例では、高周波成分ＨNから最大輝度ＢNmaxとして０が求められ、高周波成分ＨN+1から最大輝度ＢN+1maxとして１００が求められ、また、高周波成分ＨN+2から最大輝度ＢN+2maxとして０が求められている。続いて、ノイズ検出手段１１３は、求められた各最大輝度ＢNmax，ＢN+1max，ＢN+2maxに基づいて、ノイズを検出する。
【００３０】
ここで、例えばノイズの検出は、対象とするフレームに基づいて求められた最大輝度ＢN+1maxを、その前後のフレームに基づいて求められた最大輝度ＢNmax，ＢN+2maxと比較して求められた差分が、閾値Ｐと比較して大きい場合にノイズが存在すると検出する。例えば、閾値Ｐを用いてノイズを検出する場合、閾値Ｐが「９０」であるとすると、図３の場合、最大輝度ＢN+1maxを最大輝度ＢNmax，ＢN+2maxと比較して求められた差分は「１００」であるため、ノイズが存在すると判断される。
【００３１】
別のノイズの検出方法として、変化量を利用する方法もある。具体的には、対象とするフレームに基づいて求められた最大輝度ＢN+1maxを、その前後フレームに基づいて求められた最大輝度ＢNmax，ＢN+2maxと比較して求められた差分が、所定の式に基づいて求められる値と比較して大きい場合、変化量が大きいとしてノイズが存在すると判定する。
【００３２】
ノイズ検出手段１１３は、ノイズが検出された場合、画像信号Ｓ1のフレームＦ1及び高周波成分ＨN+1に基づいて、ノイズ除去信号Ｓ5を生成して出力する。ステップＳ０４でノイズが検出されなかった場合、画像信号Ｓ1のフレームＦ1をそのまま出力する。出力された画像信号Ｓ1又はノイズ除去信号Ｓ5は、輝度信号生成手段１１４に入力される。
【００３３】
輝度信号生成手段１１４は、ノイズ検出手段１１３から画像信号Ｓ1又はノイズ除去信号Ｓ5を入力すると、画像信号Ｓ1又はノイズ除去信号Ｓ5からフレーム内の最大輝度を検出し、輝度信号Ｂmaxを生成して出力する。このようにして、フレームＦ1の輝度信号Ｂmaxが生成される。
【００３４】
上述したように、本発明に係る投射型液晶表示装置によれば、画像信号Ｓ1に時間的に輝度が変化するノイズが存在する場合であっても、このようなノイズはノイズ検出手段１１３で検出されて除去される。従って、画像に基づいて光Ｌ2を制御する輝度信号Ｂmaxを生成するために、時間的な輝度変化に基づくノイズは除去されるため、階調性能及び動画性能を向上させることが出来る。
【００３５】
本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る投射型液晶表示装置を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る投射型液晶表示装置の輝度調整部のブロック図である。
【図３】本発明に係る投射型液晶表示装置の輝度調整部における処理を説明する図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…投射型液晶表示装置
１０…信号受信端子
１１…輝度調整部
１２…光源
１３…光量制御部
１４…信号生成部
１５…画質制御部
１６…空間光変調素子
１７…投射レンズ
１１１…フレームメモリ
１１２…高周波成分抽出手段
１１２…高周波成分抽出部
１１３…ノイズ検出手段
１１４…輝度信号生成手段
１３１…コントローラ
１３２…シャッタ手段
【図１】
2006208581.tif 000003
【図２】
2006208581.tif 000004
【図３】
2006208581.tif 000005