(57)【要約】【課題】映像信号を縮小しないでデータ画像信号を表示する。【解決手段】映像信号ＡＧＳを入力する映像信号入力部１０２と、データ信号ＤＧＳを入力するデータ信号入力部１０４と、映像信号ＡＧＳをフレーム毎にフレーム画像として２つ以上記憶する映像信号記憶部１１０と、データ信号ＤＧＳを記憶するデータ画像記憶部１１４と、前後のフレーム画像を比較し変化しない静止画像領域を抽出する静止領域抽出部１１６と、静止画像領域がデータ信号ＤＧＳを表示するのに必要なデータ領域を含んでいるか否かを判定するデータ表示判定部１１８と、データ画像信号を表示するのに必要なデータ領域を含んでいる場合、フレーム画像の静止画像領域にデータ信号ＤＧＳを合成して出力する画像合成部１２０と、を含む画像処理回路１０。【選択図】図３
2009159004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号を入力する映像信号入力部と、
データ信号を入力するデータ信号入力部と、
前記映像信号をフレーム毎にフレーム画像として２つ以上記憶する映像信号記憶部と、
前記データ信号に対応するデータ画像を記憶するデータ画像記憶部と、
前記映像信号記憶部に記憶された複数の前記フレーム画像を比較し変化しない静止領域を抽出する静止領域抽出部と、
前記静止領域が前記データ画像を表示するのに必要なデータ領域を含んでいるか否かを判定するデータ表示判定部と、
前記データ表示判定部において前記静止領域が前記データ画像を表示するのに必要なデータ領域を含んでいると判定した場合、前記フレーム画像の前記静止領域に前記データ画像を合成して出力する画像合成部と、を含むことを特徴とする画像処理回路。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理回路において、前記データ信号は、複数のデータ画像を含み、前記画像合成部は、前記複数のデータ画像の中から、前記フレーム画像の前記静止領域に表示可能なデータ画像を選択し前記フレーム画像と合成して出力することを特徴とする画像処理回路。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像処理回路を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項４】
請求項１または２に記載の画像処理回路と、放電灯と、放電灯点灯装置と、を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
映像信号を入力する映像信号入力部と、
データ信号を入力するデータ信号入力部と、
前記映像信号をフレーム毎にフレーム画像として２つ以上記憶する映像信号記憶部と、
前記データ信号に対応するデータ画像を記憶するデータ画像記憶部と、
を含む画像処理回路の画像合成方法であって、
前記映像信号記憶部に記憶された複数の前記フレーム画像を比較し変化しない静止領域を抽出する静止領域抽出工程と、
前記静止領域が前記データ画像を表示するのに必要なデータ領域を含んでいるか否かを判定するデータ表示判定工程と、
前記データ表示判定工程において前記データ画像を表示するのに必要なデータ領域を含んでいると判定した場合、前記フレーム画像の前記静止領域に前記データ画像を合成して出力する画像合成工程と、を含むことを特徴とする画像合成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号にデータ信号を合成する画像処理回路、画像合成方法、電子機器、プロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＢＳ／ＣＳデジタル放送や地上波デジタル放送などでは、通常の放送映像を表示中に番組情報やニュース、天気予報などのデータ放送をリモコンなどから選択して表示させることができる。例えば特許文献１には、通常の放送映像とデータ放送とを同一画面に合成して表示する場合、放送映像の表示領域を縮小して、空いたスペースにデータ放送を合成して表示する方法が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−９６４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の方法では、放送映像の表示エリアを縮小しないとデータ放送などから得られる情報を同一画面に表示することができないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］
映像信号を入力する映像信号入力部と、データ信号を入力するデータ信号入力部と、前記映像信号をフレーム毎にフレーム画像として２つ以上記憶する映像信号記憶部と、前記データ信号に対応するデータ画像を記憶するデータ画像記憶部と、前記映像信号記憶部に記憶された複数の前記フレーム画像を比較し変化しない静止領域を抽出する静止領域抽出部と、前記静止領域が前記データ画像を表示するのに必要なデータ領域を含んでいるか否かを判定するデータ表示判定部と、前記データ表示判定部において前記静止領域が前記データ画像を表示するのに必要なデータ領域を含んでいると判定した場合、前記フレーム画像の前記静止領域に前記データ画像を合成して出力する画像合成部と、を含む、ことを特徴とする画像処理回路。
【０００７】
この構成によれば、連続するフレーム画像から検出された変化しない静止領域、すなわちフレーム間の変化量が所定の閾値以下である領域にデータ画像を表示することができるので、映像信号の表示領域を縮小することなくデータ画像を表示させることができる。
【０００８】
［適用例２］
上記に記載の画像処理回路において、前記データ信号は、複数のデータ画像を含み、前記画像合成部は、前記複数のデータ画像の中から、前記フレーム画像の前記静止領域に表示可能なデータ画像を選択し前記フレーム画像と合成して出力することを特徴とする画像処理回路。
【０００９】
この構成によれば、複数のデータ画像を随時切り替えて表示することにより同じ画像が表示され続けることによる焼き付きを防止することができる。
【００１０】
［適用例３］
上記の画像処理回路を備えたことを特徴とする電子機器。
【００１１】
この構成によれば、フレーム画像の前後で変化しない静止領域、すなわちフレーム間の変化量が所定の閾値以下である領域にデータ画像を表示することができるので、映像信号の表示領域を縮小することなくデータ画像を表示させることができる電子機器を提供できる。
【００１２】
［適用例４］
上記の画像処理回路と、放電灯と、放電灯点灯装置と、を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【００１３】
この構成によれば、フレーム画像の前後で変化しない静止領域、すなわちフレーム間の変化量が所定の閾値以下である領域にデータ画像を表示することができるので、映像信号の表示領域を縮小することなくデータ画像を表示させることができるプロジェクタを提供できる。
【００１４】
［適用例５］
映像信号を入力する映像信号入力部と、データ信号を入力するデータ信号入力部と、前記映像信号をフレーム毎にフレーム画像として２つ以上記憶する映像信号記憶部と、前記データ信号に対応するデータ画像を記憶するデータ画像記憶部と、を含む画像処理回路の画像合成方法であって、前記映像信号記憶部に記憶された複数の前記フレーム画像を比較し変化しない静止領域を抽出する静止領域抽出工程と、前記静止領域が前記データ画像を表示するのに必要なデータ領域を含んでいるか否かを判定するデータ表示判定工程と、前記データ表示判定工程において前記静止領域が前記データ画像を表示するのに必要なデータ領域を含んでいると判定した場合、前記フレーム画像の前記静止領域に前記データ画像を合成して出力する画像合成工程と、を含むことを特徴とする画像合成方法。
【００１５】
この構成によれば、フレーム画像の前後で変化しない静止領域、すなわちフレーム間の変化量が所定の閾値以下である領域にデータ画像を表示することができるので、映像信号の表示領域を縮小することなくデータ画像を表示させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、画像処理回路とプロジェクタの実施形態について図面に従って説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
＜プロジェクタの構成＞
図１は、画像処理回路１０とプロジェクタ１の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、プロジェクタ１は、画像の投写を行う画像投写部２と、制御部４と、操作部６と、画像処理回路１０と、放電灯点灯装置８と、を有している。
【００１８】
まず、画像投写部２について説明する。画像投写部２は、放電ランプ２０、３つの液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂ、投写レンズ２６、ライトバルブ駆動部２２等によって構成されている。
【００１９】
図２は、画像投写部２の構成をより詳細に示す構成図であり、放電ランプ２０から射出された光がスクリーンＳＣに至るまでの光路を示している。
【００２０】
図２に示すように、画像投写部２は、照明光学系２３と、色光分離光学系２５と、リレー光学系２７と、光変調装置としての３つの液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム２９と、投写レンズ２６とを備えている。
【００２１】
照明光学系２３は、光源として超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電型光源ランプである放電ランプ２０と、第１のレンズアレイ２３０と、第２のレンズアレイ２３２と、偏光変換素子２３４と、重畳レンズ２３６とを備えている。放電ランプ２０から射出された光線束は、微小なレンズ２３０ａがマトリクス状に配置された第１のレンズアレイ２３０によって多数の微小な光線束に分割される。第２のレンズアレイ２３２及び重畳レンズ２３６は、分割された光線束のそれぞれが、照明対象である３つの液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂの全体を照射するように備えられている。このため、各光線束が液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂで重畳され、液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂの全体が略均一に照明される。
【００２２】
偏光変換素子２３４は、放電ランプ２０からの光を液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂで効率よく利用可能とするため、特定の偏光方向を有する偏光光に揃える機能を有している。照明光学系２３を射出した偏光光は、色光分離光学系２５に入射する。
【００２３】
色光分離光学系２５は、第１のダイクロイックミラー２５０と、第１の反射ミラー２５２と、第２のダイクロイックミラー２５４とを備えており、照明光学系２３から射出された光を、波長域の異なる３色の光に分離する。第１のダイクロイックミラー２５０は、略赤色の光を透過させるとともに、透過する光よりも短波長の光を反射する。第１のダイクロイックミラー２５０を透過した赤色光Ｒは、第１の反射ミラー２５２で反射されて赤色光用の液晶ライトバルブ２４０Ｒを照明する。
【００２４】
第１のダイクロイックミラー２５０で反射された光のうち、緑色光Ｇは、第２のダイクロイックミラー２５４によって反射されて緑色光用の液晶ライトバルブ２４０Ｇを照明する。また、青色光Ｂは、第２のダイクロイックミラー２５４を透過し、リレー光学系２７を通過して、青色光用の液晶ライトバルブ２４０Ｂを照明する。
【００２５】
なお、青色光Ｂの経路は、他の色光の経路に比べて長くなってしまうことから、光線束の発散によって液晶ライトバルブ２４０Ｂへの照明効率が低下するのを抑制するために、青色光Ｂの経路には、リレー光学系２７が設けられている。リレー光学系２７は、入射側レンズ２７０と、第２の反射ミラー２７２と、リレーレンズ２７４と、第３の反射ミラー２７６と、射出側レンズ２７８と、を備えている。色光分離光学系２５から射出した青色光Ｂは、入射側レンズ２７０によってリレーレンズ２７４の近傍で収束し、射出側レンズ２７８に向けて発散する。
【００２６】
液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂのそれぞれは、一対の透明基板間に液晶が封入された液晶パネル２４１を備えており、液晶パネル２４１の入射側表面及び射出側表面には、それぞれ入射側偏光板２４２及び射出側偏光板２４３が貼り付けられている。入射側偏光板２４２及び射出側偏光板２４３は、それぞれ特定の偏光方向の偏光光のみを透過可能であり、入射側偏光板２４２は、偏光変換素子２３４によって揃えられた偏光方向の偏光光を透過可能となっている。このため、各液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂに入射する各色光の大部分は入射側偏光板２４２を透過して、液晶パネル２４１に入射する。
【００２７】
液晶パネル２４１を構成する図示しない透明基板上には、図１に示すように、ライトバルブ駆動部２２を構成するデータ線駆動回路２２０と走査線駆動回路２２２が形成されている。走査線駆動回路２２２は、透明基板上に形成された図示しない走査線Ｙ１〜Ｙｎに接続され、複数の走査線Ｙ１〜Ｙｎの中から１本の走査線を順次選択する。データ線駆動回路２２０は、透明基板上に形成された図示しないデータ線Ｘ１〜Ｘｍに接続され、各データ線Ｘ１〜Ｘｍに画像データに応じた信号を供給する。走査線駆動回路２２２が１本の走査線を選択している期間中に、データ線駆動回路２２０が各データ線Ｘ１〜Ｘｍに画像データに応じた信号を供給すると、選択画素（選択された走査線に接続された横１列の画素群）に駆動電圧が印加され、これを全ての走査線Ｙ１〜Ｙｎで繰り返すことにより、液晶パネル上の全ての画素に画像データに応じた電圧が時分割で印加され、１画面（１フレーム）分の光学像が形成される。
【００２８】
図２に戻って、液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂから射出した各色光からなる光学像は、クロスダイクロイックプリズム２９に入射する。クロスダイクロイックプリズム２９は、各液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂから射出された各色の光学像を、画素毎に合成してカラー画像を表す光学像を形成する。クロスダイクロイックプリズム２９によって合成された光学像は、投写レンズ２６によってスクリーンＳＣに拡大投写され、画像として表示される。
【００２９】
図１に戻って、制御部４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）等からなる不揮発性の記憶部としてのＲＯＭ４２、各種データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）４４、及びその他の電気回路等を備え、ＣＰＵ４０がＲＯＭ４２に記憶されている制御プログラムに従って動作することにより、プロジェクタ１の動作を統括制御する。
【００３０】
操作部６を構成する操作パネル６４及びリモコン６０は、プロジェクタ１に対して各種指示を行うためのものであり、ユーザが操作パネル６４を操作すると、操作パネル６４は、ユーザの操作内容に応じた操作信号を制御部４に出力する。また、ユーザがリモコン６０を操作すると、リモコン６０は、ユーザの操作内容に応じた赤外線の操作信号を発し、リモコン信号受信部６２がこれを受信して制御部４に伝達する。
【００３１】
画像処理回路１０は、外部の図示しない画像供給装置（画像再生装置やパーソナルコンピュータや地上デジタル放送チューナー等）から供給される映像信号ＡＧＳ及びデータ信号ＤＧＳを入力し、映像信号ＡＧＳに対応する画像信号と、データ信号ＤＧＳに対応する画像信号とを合成した出力信号ＯＵＴを出力する。また、画像処理回路１０は、出力信号ＯＵＴに対し解像度を液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂの解像度（画素数）に合わせる解像度変換や、輝度調整、コントラスト調整、シャープネス調整等の各種画質調整、或いは、メニューやメッセージ等のＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）画像を合成する処理を施し、処理後の出力信号ＯＵＴをライトバルブ駆動部２２に出力する。ライトバルブ駆動部２２は画像処理回路１０から入力された出力信号ＯＵＴに基づいて液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂを駆動して、放電ランプ２０から射出された光束を画像光に変調する。
【００３２】
＜画像処理回路の構成＞
次に、画像処理回路の構成について図３を参照して説明する。図３は、画像処理回路の構成を示すブロック図である。
【００３３】
図３に示すように、画像処理回路１０は、映像信号入力部である映像デコーダ１０２と、データ信号入力部であるデータデコーダ１０４と、映像信号記憶部であるフレームメモリ１１０と、データ画像記憶部であるデータメモリ１１４と、静止領域抽出部１１６と、データ表示判定部１１８と、画像合成部１２０と、から構成されている。
【００３４】
映像デコーダ１０２は、入力した映像信号ＡＧＳのノイズの除去などの映像補正を行い、フレームメモリ１１０に出力する。データデコーダ１０４は、データ信号ＤＧＳを入力し画像に復号して、データ画像としてデータメモリ１１４に出力する。フレームメモリ１１０は、映像信号ＡＧＳをフレーム毎にフレーム画像として記憶する２つの領域ＦＭＡ，ＦＭＢを有し、現時点のフレーム画像を領域ＦＭＡに記憶し、次の時点のフレーム画像を領域ＦＭＢに記憶する。
【００３５】
図４（Ａ）に領域ＦＭＡに記憶された現時点のフレーム画像を例示する。領域ＦＭＡのフレーム画像では、直立した樹木ＴＲ１と樹木ＴＲ１の手前に位置する自動車ＣＲが表示されている。次に、図４（Ｂ）に領域ＦＭＢに記憶された次の時点のフレーム画像を例示する。領域ＦＭＢのフレーム画像では、右に傾斜した樹木ＴＲ２と樹木ＴＲ２の前を通過する自動車ＣＲが表示されている。
【００３６】
静止領域抽出部１１６は、現時点のフレーム画像が記憶された領域ＦＭＡと次の時点のフレーム画像が記憶された領域ＦＭＢを比較し、変化量が所定の閾値以下である静止領域を抽出する。図４（Ａ）の領域ＦＭＡのフレーム画像と図４（Ｂ）の領域ＦＭＢのフレーム画像とを比較すると、概ねＲＡで示す領域が変化していないことがわかる。静止領域抽出部１１６は、図４（Ａ）の領域ＦＭＡのフレーム画像と図４（Ｂ）の領域ＦＭＢのフレーム画像とから静止領域ＲＡを抽出する。
【００３７】
データ表示判定部１１８は、静止領域ＲＡがデータメモリ１１４に記憶されたデータ信号ＤＧＳに対応するデータ画像を表示するのに必要なデータ領域を含んでいるか否かを判定する。図４（Ｃ）にデータ画像としてデータ画像ＤＡ，ＤＢを例示する。データ表示判定部１１８は、図４（Ｃ）に示すように静止領域ＲＡにデータ画像ＤＡを表示するのに必要なデータ領域を含んでいると判定する。一方、静止領域ＲＡにはデータ画像ＤＢを表示するのに必要なデータ領域が不足していると判定する。
【００３８】
画像合成部１２０は、データ表示判定部１１８において静止領域ＲＡに表示可能と判定されたデータ画像がある場合、そのデータ画像をフレーム画像の静止領域ＲＡに合成して出力し、静止領域ＲＡに表示可能なデータ画像が無い場合、フレーム画像を出力する。図４（Ｃ）に示すように、データ画像ＤＡは、図４（Ａ）に示す領域ＦＭＡのフレーム画像の静止領域ＲＡに合成して出力信号ＯＵＴとして出力される。データ画像ＤＢを表示するのに十分な静止領域が見つかるまで、データ画像ＤＢはフレーム画像に合成されない。
【００３９】
＜画像処理回路の動作＞
次に、画像処理回路の動作について図５を参照して説明する。図５は、画像処理回路の動作を示すフローチャートである。
【００４０】
先ず、ステップＳ１００では、フレームメモリ１１０とデータメモリ１１４が初期化される。
【００４１】
次に、ステップＳ１０２では、データメモリ１１４にデータ信号ＤＧＳをデコードして取得されたデータ画像を読み込む。
【００４２】
次に、ステップＳ１０４では、映像信号ＡＧＳが読み込まれフレームメモリ１１０の領域ＦＭＡに現時点のフレーム画像を読み込む。
【００４３】
次に、ステップＳ１０６では、映像信号ＡＧＳが読み込まれフレームメモリ１１０の領域ＦＭＢに次の時点のフレーム画像を読み込む。
【００４４】
次に、ステップＳ１０８では、静止領域抽出部１１６が現時点のフレーム画像が記憶された領域ＦＭＡと次の時点のフレーム画像が記憶された領域ＦＭＢを比較し、変化量が所定の閾値以下の静止領域ＲＡを抽出する。
【００４５】
次に、ステップＳ１１０では、静止領域ＲＡがデータメモリ１１４に記憶されたデータ画像を表示するのに十分なサイズであるか否かをデータ表示判定部１１８において判定し、静止領域ＲＡのサイズが十分である場合はステップＳ１１２に移行し、それ以外の場合はステップＳ１１４に移行する。
【００４６】
次に、ステップＳ１１２では、画像合成部１２０がデータ画像を領域ＦＭＡのフレーム画像の静止領域ＲＡに合成して出力信号ＯＵＴとして出力しステップＳ１１６に移行する。
【００４７】
一方、ステップＳ１１４では、画像合成部１２０が領域ＦＭＡのフレーム画像を出力信号ＯＵＴとして出力しステップＳ１１６に移行する。
【００４８】
次に、ステップＳ１１６では、領域ＦＭＡに領域ＦＭＢのフレーム画像をコピーしてステップＳ１０６に移行する。
【００４９】
以上に述べた本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
【００５０】
本実施形態では、フレーム画像の前後で変化しない静止領域にデータ画像を表示することができるので、映像信号の表示領域を縮小することなくデータ画像を表示させることができるプロジェクタを提供できる。
【００５１】
以上、画像処理回路の実施形態を説明したが、こうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることができる。以下、変形例を挙げて説明する。
【００５２】
（変形例１）画像処理回路の変形例１について説明する。図６に示すように、データメモリ１１４に複数のデータ画像１〜Ｘを記憶し、随時切り替えて静止領域ＲＡに合成するようにしてもよい。この構成によれば、複数のデータ画像を随時切り替えて表示することにより同じ画像が表示され続けることによる焼き付きを防止することができる。
【００５３】
（変形例２）画像処理回路の変形例２について説明する。画像処理回路１０を備えた電子機器としては、プロジェクタの他にも液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどの表示装置や、ノートパソコン、携帯電話、ＰＤＡなどが対象となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１実施形態に係るプロジェクタの構成を示すブロック図。
【図２】画像投写部の構成をより詳細に示す構成図。
【図３】画像処理回路の構成を示すブロック図。
【図４】画像処理回路の動作を説明するフレーム画像。
【図５】画像処理回路の動作を説明するフローチャート。
【図６】変形例１に係るデータ画像の構成を示す図。
【符号の説明】
【００５５】
２…画像投写部、４…制御部、６…操作部、８…放電灯点灯装置、１０…画像処理回路、２０…放電ランプ、２２…ライトバルブ駆動部、２６…投写レンズ、４０…ＣＰＵ、４２…ＲＯＭ、６０…リモコン、６２…リモコン信号受信部、６４…操作パネル、１０２…映像デコーダ、１０４…データデコーダ、１１０…フレームメモリ、１１４…データメモリ、１１６…静止領域抽出部、１１８…データ表示判定部、１２０…画像合成部、２２０…データ線駆動回路、２２２…走査線駆動回路、２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂ…液晶ライトバルブ。
【図１】
2009159004.tif 000003
【図２】
2009159004.tif 000004
【図３】
2009159004.tif 000005
【図４】
2009159004.tif 000006
【図５】
2009159004.tif 000007
【図６】
2009159004.tif 000008