(57)【要約】本発明は、光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される表示パネル（５）及び前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドに対する光源としてのランプ（３）を利用する投影に基づくプレゼンタによって発生した画像の輝度及びコントラストを増大する方法に関する。そのような増大を可能にするために、提案された方法は、各画像の現在明るくなっている部分を表す表示パネル（５）の部分が前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される際に前記ランプ（３）によって生じる光強度が、前記画像の現在明るくない部分を表す表示パネル（５）の部分が前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される際に比べて高くなるように、互いに相違するスクローリング位置間のランプ（３）の光出力を変調する。また、本発明は、対応するプロジェクタ、画像プロセッサ、及びそのようなプロジェクタ用の調整及び制御システムに関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される表示パネル及び前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドに対する光源としてのランプを利用する投影に基づくプレゼンタによって発生した画像の輝度及びコントラストを増大する方法であって、各画像の現在明るくなっている部分を表す表示パネルの部分が前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される際に前記ランプによって生じる光強度が、前記画像の現在明るくない部分を表す表示パネルの部分が前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される際に比べて高くなるように、互いに相違するスクローリング位置間のランプの光出力を変調することを特徴とする方法。
【請求項２】
全画像に対して前記ランプによって発生する時間に対する平均光強度を、一定に維持することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記投影に基づくプレゼンタが、光の少なくとも一つの垂直方向のスクローリングバンドを利用し、前記ランプによって発生した光強度を、各水平ラインに対して調整することを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記表示パネルを、互いに相違する色の光の三つのスクローリングバンドによって照明することを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記ランプの光出力を、前記ランプに供給される電力を変化させることによって変調することを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記表示パネルが、行及び列のマトリックスに配置された調整可能な開口を具え、変化する前記行の部分を、前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明することを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記行の各々の最大開口を１００％に調整し、前記行の各々の他の開口を、歪のない輝度生成が各行で維持されるように適合することを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
−各スクロール位置に投影すべき画像の最大輝度を決定し、
−最大開口が１００％となるように、前記画像に従って各スクロール位置に対する前記表示パネルの開口を調整し、
−他の画像部分の輝度との関係を維持しながら１００％の前記最大開口で前記決定された最大輝度を達成するために、各スクロール位置に対して、前記ランプに供給する必要がある相対電力を決定し、
−前記ランプの平均電力が定格パワーレベルに対応するように、全体に亘る電力レベルを増減することを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項９】
光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明されるディスプレイを利用する投影に基づくプレゼンタであって、請求項１から８のうちのいずれか１項のステップを実施する手段を具えることを特徴とする投影に基づくプレゼンタ。
【請求項１０】
−水平ラインに配置した調整可能な開口を有する表示パネルと、
−投影用の光を発するランプと、
−調整可能な電力を前記ランプに供給する給電手段と、
−次の水平バンドにおいて、前記ランプからの光出力を前記表示パネルに向けるスキャナと、
−前記表示パネルによって発生するイメージを投影するレンズと、
−投影すべきイメージを受け取るとともに、受け取ったイメージに従って前記ランプの電源及び前記表示パネルの前記調整可能な開口のサイズを制御するイメージプロセッサとを具えることを特徴とする請求項９記載の投影に基づくプレゼンタ。
【請求項１１】
前記ランプを高圧ガス放電ランプとしたことを特徴とする請求項９又は１０記載の投影に基づくプレゼンタ。
【請求項１２】
光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される表示パネル及び前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドに対する光源としてのランプを利用する投影に基づくプレゼンタ用のイメージプロセッサであって、各画像の現在明るくなっている部分を表す表示パネルの部分が前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される際に前記ランプによって生じる光強度が、前記画像の現在明るくない部分を表す表示パネルの部分が前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される際に比べて高くなるように、互いに相違するスクローリング位置間に対する前記ランプの電源を制御する手段を具えることを特徴とするイメージプロセッサ。
【請求項１３】
光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される表示パネル及び前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドに対する光源としてのランプを利用する投影に基づくプレゼンタ用の調整及び制御装置であって、各画像の現在明るくなっている部分を表す表示パネルの部分が前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される際に前記ランプによって生じる光強度が、前記画像の現在明るくない部分を表す表示パネルの部分が前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される際に比べて高くなるように、互いに相違するスクローリング位置間に対する前記ランプの電源を制御する手段を具え、前記ランプに電力を供給するランプ電力調整器を更に具え、そのランプ電力調整器が、前記イメージプロセッサによって決定された必要な電力の各々に従って前記ランプに供給される電力を調整することを特徴とする調整及び制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される表示パネル及び前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドに対する光源としてのランプを利用する投影に基づくプレゼンタによって発生した画像の輝度及びコントラストを増大する方法に関する。また、本発明は、投影に基づくプレゼンタ、そのような投影に基づくプレゼンタ用のイメージプロセッサ、及びそのような投影に基づくプレゼンタ用の調整及び制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、壁又はスクリーンに画像を投影する、投影に基づくプレゼンタは、ビデオ及び／又は静止画像を表示するために従来周知である。そのようなプレゼンタを、従来のＣＲＴ（陰極線管）プレゼンタ、従来のＬＣＤ（液晶ディスプレイ）プレゼンタ又はＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）プレゼンタとして実現することができる。
【０００３】
ＬＣＤプレゼンタ及びＤＭＤプレゼンタは、通常は行及び列のマトリックスに配置された調整可能な開口を有する表示パネルを具える。表示パネルを、例えば透過型又は反射型ＬＣＤパネルとすることができる。パネルの各開口は、投影すべき画像の画素を表す。ＬＣＤ型のパネルにおいて、個々の開口の透過性を、十分な透明（白）から十分な吸収（黒）まで連続的に制御することができる。したがって、有効な開口は、表示すべき画像の各画素の輝度に対応するイメージプロセッサによって調整される。開口ごとにオン又はオフ状態のみを有するデジタル制御された表示パネルの場合、パルス幅変調の原理をイメージプロセッサに適用することができる。これによって、開口は、多かれ少なかれ総時間の高い割合でオープンに切り替えられ、同時に、切替周波数は、人間の目のバンド幅より高くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の投影装置において、ランプからの光は、先ず、フィルタによって原色の赤色、緑色及び青色に分離され、カラー画像の赤色成分、緑色成分及び青色成分を発生する三つの個別の表示パネルに供給され、再び組み合わされて全画像になる。他のいわゆるタイムシーケス装置は、時間のシーケンスでランプ光から赤色光成分、緑色光成分及び青色光成分を抽出し、原色を次々と単一のディスプレイに発生し、その間、繰返し数は、人間の目によって感知されないよう十分高い。両装置に共通するのは、表示パネルの全ての開口が同時に照明されることである。
【０００５】
それに対して、スクローリングカラープレゼンタにおいて、表示パネルに対して、表示パネル全体に亘って上から下まで垂直方向に移動するようにカラー光のバンドが炉所つされる。移動する光のバンドを、例えば、スキャナを通じて高圧ガス放電ランプから発生させることができる。そのようなスクローリング投影に基づくプレゼンタは、低コストのディスプレイの解決である。その理由は、タイムシーケンス装置と同様に単一の表示パネルのみを必要とするからであるが、ランプからの白色光を高効率で利用するために更に明るい画像を生成する。
【０００６】
全ての投影装置に共通することは、特定の画像位置に要求されない光が使われなくなることである。
【０００７】
全てのプレゼンタにおいて、画像の輝度及びコントラストは、重大なパフォーマンス指標である。
【０００８】
陰極線管装置からは、陰極線強度の更なる変動によって明るい画像部分が明るくない画像部分に比べて生じうるように表示できる技術が既知である。これによって、自然な画像は、全ての非色黒画像に対する場合に比べて正確であり、画像のコントラストが増大する。これは、ＣＲＴ装置において全ての画素が順次表示されるので可能である。従来のＬＣＤに基づく装置において、そのような特徴を設けることができない。その理由は、全ての画像部分が同時に投影されるからである。
【０００９】
スクローリングカラー装置において、互いに相違する画像部分の輝度の調整は知られていない。
【００１０】
本発明の目的は、光バンドをスクロールすることによって照明される表示パネル及びそのようにスクロールする光バンドに対する光源としてのランプを用いる投影に基づくプレゼンタによって表示された画像の輝度及びコントラストを増大できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、各画像の現在明るくなっている部分を表す表示パネルの部分が前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される際に前記ランプによって生じる光強度が、前記画像の現在明るくない部分を表す表示パネルの部分が前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される際に比べて高くなるように、互いに相違するスクローリング位置間のランプの光出力を変調することを特徴とする方法の本発明によって達成される。
【００１２】
また、この目的は、スクローリングディスプレイを利用し、提案した方法のステップを実施する手段を具える、投影に基づくプレゼンタの本発明によって達成される。
【００１３】
さらに、この目的は、光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される表示パネル及び前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドに対する光源としてのランプを利用する投影に基づくプレゼンタ用のイメージプロセッサによって達成される。このイメージプロセッサは、各画像の現在明るくなっている部分を表す表示パネルの部分が前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される際に前記ランプによって生じる光強度が、前記画像の現在明るくない部分を表す表示パネルの部分が前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される際に比べて高くなるように、互いに相違するスクローリング位置間に対する前記ランプの電源を制御する手段を具える。
【００１４】
さらに、この目的は、光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される表示パネル及び前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドに対する光源としてのランプを利用する投影に基づくプレゼンタ用の調整及び制御装置によって達成される。この調整及び制御装置は、各画像の現在明るくなっている部分を表す表示パネルの部分が前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される際に前記ランプによって生じる光強度が、前記画像の現在明るくない部分を表す表示パネルの部分が前記光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明される際に比べて高くなるように、互いに相違するスクローリング位置間に対する前記ランプの電源を制御する手段を具え、前記ランプに電力を供給するランプ電力調整器を更に具え、そのランプ電力調整器が、前記イメージプロセッサによって決定された必要な電力の各々に従って前記ランプに供給される電力を調整する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は次の考察から始まる。大抵の場合、明るい画像部分が画像の他の部分に比べて高い光強度に高くなるようにプレゼンタのランプの光出力が変調すると、表示スクローリング投影にも続くプレゼンタの画像パフォーマンスを著しく向上できる。
【００１６】
本発明の利点は、非白黒画像では、従来のプレゼンタに比べて高いピーク強度を達成し、したがって、同時に画像の最大コントラストの増大を達成することである。
【００１７】
本発明の好適例は従属項から明らかである。
プレゼンタが、表示された画像の互いに相違する画素を表す調整可能な開口を有する表示パネルを用いる場合、好適には、有効開口は、歪のない輝度が維持されるように同時に制御される。ここでは、用語「調整可能な開口」を、例えばＬＣＤ表示パネル及びデジタル制御された表示パネルを参照して既に説明したように、表示すべき画像の特定の画素に対する輝度の調整を所定の照明の際にできる表示パネルを意味する一般的な用語として用いる。
【００１８】
好適には、光出力を調整するためにランプに供給される平均電力は、全ての画像に対して一定に維持される。これは、電力したがって出力光が明るい画像部分に対して増大するときには常に明るくない画像部分にたいして電力すなわち出力光を減少することによって達成される。したがって、要求される平均電力を、明るい画像部分を取得するために増大する必要がない。
【００１９】
プレゼンタが、表示された画像の互いに相違する画素を表す調整可能な開口を有する表示パネルを用いる場合、出力光の減少、したがって、グレースケールの生成又はカラー生成の歪みに起因して暗い部分が以前より更に暗くなる事態を回避するために、暗い画像部分に対する表示パネルの開口の有効サイズを増大することを提案する。本発明の好適例において、表示パネルの各水平ラインの最大開口を、１００％の開きに調整する。その理由は、この結果として、利用できる光強度を利用する際に最大効率となるからである。
【００２０】
本発明の好適例において、スクローリングディスプレイに対して必要な輝度を生じるランプを用いる。そのようなランプは、供給された電力の変化に対して急速に応答することができる。ランプの幾分短い時間の定数は、用いられる温度プラズマによって決定される。高圧ガス放電ランプは、悪影響なく、すなわち、ランプの長時間の点灯に対して許容される平均電力である定格電力を超えない間にランプ本体が著しい加熱によって応力を加えられることなく短時間で光出力を増大することができる。したがって、プレゼンタに用いられる平均電力を、ランプの長時間の点灯を許容しうる最大値付近に設定することができ、これによって、最大輝度を達成することができる。
【００２１】
大抵の自然の画像は、世界が基本的に平坦であることを表す個別の垂直輝度プロファイルを示す。さらに、既知のスクローリングプレゼンタは、通常、垂直スクローリングを用いる。したがって、本発明の好適例において、輝度は、垂直スクローリングプレゼンタの各水平ラインに対して調整される。
【００２２】
用いられる表示パネルは、特に、行及び列のマトリックスに配置された著製可能な開口を具える。好適には、変化する行の部分を、光の少なくとも一つのスクローリングバンドによって照明され、すなわち、光の各スクローリングバンドは、一つ以上であるが全体ではない行を同時に照明することができる。
【００２３】
プレゼンタを、特に、前方投影又は後方投影を用いるビデオ及びデータプレゼンタとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
プレゼンタは、ランプ電力調整器２を通じてＵＨＰ高圧ガス放電ランプ３に接続した電源１を具える。プレゼンタは、行及び列からなるマトリックスに配置された複数の調整可能な開口を有する表示パネル５を更に具える。スキャナ４は、ＵＨＰランプ３とこの表示パネル５との間に配置される。スキャナ４に対向する表示パネル５の側に、レンズ６を更に設ける。プレゼンタは、イメージコントローラ８を更に具え、その第１の出力部を、ランプ電力調整器２に接続する。イメージコントローラ８の第２の出力部を、表示パネル５に接続する。
【００２５】
イメージコントローラ８のデータ入力部を、イメージソース９、例えばＤＶＤプレーヤの出力部に接続する。スクリーン７を、プレゼンタのレンズ６の前方に所定の距離で設ける。
【００２６】
図１のプレゼンタの機能を、以下説明する。
電源１から発生する電力は、ランプ電力調整器２によって制御されて、ランプ３の所望の電力、したがって所望の輝度を確立する。
【００２７】
ＵＨＰランプ３から発生した光は、ランプの反射シールドによってスキャナ４に向けられる。スキャナ４は光をランプから表示パネル５に向け、表示パネル５の全体に亘って上から下にスクロールする光のストライプによってパネル５を照明する。
【００２８】
表示パネル５の開口を通過する光は、レンズ６を通じてスクリーン７に投影され、スクリーン７の下から上に移動するバンドの形態で画像がスクリーン７の上に表示される。投影装置の設計に応じて、パネル上及びスクリーン上のバンドの移動を逆にすることもできる。
【００２９】
表示パネル５の各開口の有効サイズをイメージコントローラ８によって調整することができる。イメージコントローラ８は、スクリーン７上に表示すべき画像に対する画像データをイメージソース９から受信する。受信したデータに基づいて、画像コントローラ８は、各垂直ラインの各色に対する表示パネル５の開口の必要なサイズを決定する。
【００３０】
全ての開口に対するサイズを決定するためにイメージコントローラ８によって実行される処理と、本発明によりイメージコントローラ８によって実行される更なる処理とを、図２に示す。
【００３１】
この処理において、イメージコントローラ８は、先ず、受信した画像の最大輝度のプロファイルを分析する。更に詳しくは、イメージコントローラ８は、画像の各水平ラインの最大輝度を検出する。約３５０本の水平ラインを有する画像の典型的な輝度プロファイルを、図３のグラフに示す。グラフの第１の曲線３１は、各水平ラインの最大画素輝度を表す。グラフの第２の曲線３２は、各水平ラインの最小画素輝度を表す。グラフの第３の曲線３３は、各水平ラインの平均画素輝度を表す。
【００３２】
ＵＨＰランプ３に供給される定格ランプ電力によって達成される光強度を仮定する場合、各水平ラインの最大画素輝度は、通常の方法において、表示パネル５の対応する行に要求される最大開口を決定する。他の開口を、他の画素の各々に対する輝度に従って適合させる。
【００３３】
それに対して、本発明によるプレゼンタのイメージコントローラ８は、各行において最大開口が１００％になるとともに他の開口がそれに従って適合されるように、対応する制御信号によって表示パネル５の開口を設定する。
【００３４】
１００％の最大開口を達成するよう開口が増大した表示パネル５のこれら行に対して、ＵＨＰランプ４の平均最大輝度は、もはや必要な最大輝度の達成を要求されない。したがって、これら行のランプ電力を減少することができ、その結果、光効率が増大する。セーブされた電力を、画像の更に明るい水平ラインに対する代わりに用いることができる。
【００３５】
したがって、イメージコントローラ８は、表示パネル５の各行に対して、十分に開かれた開口を有するこの行の必要な最大輝度となるランプ電力を決定する。既に最初に最大開口を有したこれらの行に対して、平均より高いランプ電力が用いられ、その結果、ランプの定格電力に等しい平均ランプ電力になるだけでなく、画像のこの部分の画像投影が更に明るくなる。
【００３６】
１画像の全ての水平線に対して決定されて減少又は増加した電力は、ランプ電力プロファイルを形成し、それは、イメージコントローラ８によってランプ電力調整器２に供給される。図３の輝度プロファイルに基づいて決定された対応するランプ電力プロファイルを、図４のグラフに示す。このグラフは、約３５０行の各々に対して最大画素開口が１００％である場合の最適な電力プロファイルを示す。第１曲線４１は、全ての画素に対して決定されたランプ電力を示す。ランプ電力は、使用される最大ランプ電力で正規化され、すなわち、最大ランプ電力は、１の値に対応する。第２曲線４２は、約３５０行の各々の最大開口を表す。１の値は、この曲線４２に対する全ての最大開口に対して選択された１００％の開口を示す。
【００３７】
イメージプロセッサ８によって決定されたランプ電力プロファイルは、ランプ電力調整器２に送出され、ランプ電力調整器２は、それに従って各行に対するランプ３に供給された電力を調整する。したがって、ランプ設定の変化に急速に応答するＵＨＰランプ３は、表示パネル５の各行に対して、個別の強度の光を発することができる。実際には、表示された画像の各水平線に対する最大画素輝度は、ランプ電力によって決定される。最大画素のプロファイルの結果、各水平線に対する１（白）の最大値となる。
【００３８】
図５は、本発明による投影に基づくプレゼンタを具える第２の表示装置を示す。第２の表示装置の構造は、図１に示す表示装置の構造と同一であり、対応する構成要素に同一符号を付す。
【００３９】
第２の表示装置において、光バンドは、スキャナ４によって互いに相違する色の三つのストライプに細分される。したがって、この場合も、カラーバンドの空間分布及び画像の色成分を、ランプ電力に対して電力プロファイルを決定する際に純粋な輝度の代わりに考察する必要がある。しかしながら、手順は同一であり、すなわち、ランプ電力によって補償することによって画素の開口を最大にする。
【００４０】
したがって、本発明の上記実施の形態は、投影すべき画像の輝度プロファイルに従ってイメージプロセッサが高速電力設定信号を生成するので、高速電力設定信に基づく。
【００４１】
上記電力及び開口制御の結果、投影された非白黒画像のピーク強度は、平均ランプ電力が同一の状態で、従来のプレゼンタによって達成されるピーク強度に比べて増大する。
【００４２】
研究によれば、広い範囲の互いに相違する画像意成分に対する約４０％の平均的な工場によって、１０〜１００％のコントラスト及びピーク輝度の利得が生じる。
【００４３】
本発明の上記実施の形態は、本発明のあり得る実施の形態の主な変形の一つのみを表す。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による投影に基づくプレゼンタの実施の形態を具える第１の投影装置のブロック図である。
【図２】図１のプレゼンタで実現される本発明による方法の実施の形態を示すフローチャートである。
【図３】画像の典型的な輝度プロファイルを示す図である。
【図４】図３の輝度プロファイルに基づく本発明による方法によって発生した最適化されたランプ電力プロファイルを示す図である。
【図５】スクローリング色分離を組み合わせた本発明による投影に基づくプレゼンタの実施の形態を具える第２の投影装置のブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
2005521911.tif 000008
2005521911.tif 000009
2005521911.tif 000010