投影显示器和投影显示控制程序的制作方法

专利名称：投影显示器和投影显示控制程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种称作投影仪的投影显示器和应用于这种投影显示 器的投影显示控制程序。具体地讲，本发明涉及一种装备有使用户能 够任意地设置显示模式的用户界面的投影显示器以及实现这种用户界 面的投影显示控制程序。
背景技术：
当在液晶显示器上显示图像时，需要在像素中累积一定量的电 荷。这些累积的像素被一直保持直到显示下一个图像，从而产生了由 所谓的延续效应(hold effect)所导致的图像模糊。为了提高受到该 延续效应影响的运动图像的分辨率，已经提出了下面的方法。
笫一种方法是所谓的黑插入模式，在该黑插入模式下，例如如图 10所示，将黑图像帧插入原始图像的帧Fl与帧F2之间(参照日本 未审查专利公报No.2003-186456)。第二种方法是所谓的AB伽马校 正模式，在该AB伽马校正模式下，例如如图11所示，将原始图像 的帧Fl变换成经历白伽马校正的A伽马校正图〗象Fl(+)和经历黑伽 马校正的B伽马校正图像Fl(-)，然后交替显示该A伽马校正图像 Fl(+)和B伽马校正图像Fl(-)(参照日本未审查专利^>报No.2006-58891 )。
如图12所示，在黑插入模式下，尽管可以改进由延续效应导致 的图像模糊，但是亮度下降很大。另一方面，在AB伽马校正模式 下，可以改进由延续效应导致的图像模糊，而且亮度下降相对较小。 例如，在如TV体育节目 一样的运动激烈的运动图像的情况下， 帧之间的图像差异大，并且由此按照一般帧率(例如，60Hz)，可 能会看出图像的运动不自然。为了解决这个问题，例如如图13B所 示，提出了一种称作高帧率(HFR)模式的方法，在该高帧率模式 下，基于相邻的两个图像帧Fl和F2产生中间帧(F1 + F2)/2，然后将 该中间帧(F1+ F2)/2插入在帧Fl与帧F2之间从而使得帧率增加为 原来的两倍。此外，在图13A中，显示了一种方法(简单倍速模 式)，在这种方法中，将每个图像帧简单地写两次，由此使得帧率增 加为原来的两倍。如图12所示，该HFR模式具有如下特征可以 平稳且自然地显示运动图像。

发明内容
在上述的各种显示模式中，黑插入模式和AB伽马校正模式减小 了由运动图像的残像所导致的图像模糊，并且实现如通常胶片型电影 所示的明晰(crisp)图像质量。因此，黑插入模式和AB伽马校正模 式可以被称作所谓的影院模式或胶片投影模式。另一方面，HFR模 式的目标是平滑自然地显示运动激烈的图像，并且由此HFR模式适 于通过TV接收器观看足球比赛的中继广播的情况。因此，HFR模 式可以被称作所谓的运动增强模式。即，胶片投影模式和运动增强模 式针对的是不同类型的图像质量。
对于图像显示器，存在诸如通常的TV接收器的直接显示型的显 示器和投影型(投影仪)的显示器。对于后者，存在一种所谓的前投 影仪，在该前投影仪中，从屏幕的前侧投影图像并且从同一侧观看图 像。在偏爱影院类图像(与胶片型电影相似的图像)的发烧友中，这 种前投影仪尤其流行。
然而，在这种类型的投影仪中，大家认为，考虑到产品的多样性 (各种用户)，不仅仅可以配备胶片投影模式，还可以配备运动增强
模式。在这种情况下，发烧友观众知道他们偏爱哪种图像质量以及显
示模式的差异。因此，与通常的TV观众的情况相比，这对发烧友观 众而言不成问题。然而，可以预计到，通常用户(与发烧友不同的用 户)很难根据图像源选择这些模式之一。
在用户可以同时选择这两种模式的界面的情况下，操作硬件来实 现每种功能是没有意义的。例如，当同时选择了胶片投影模式和运动 增强模式时，尽管如图14A所示产生了中间帧，但是如图14B所示 该中间帧被黑帧替换，或者如图14C所示由于在原始帧上执行AB 伽马校正所以产生的中间帧未被利用。因此，这会导致硬件资源的浪 费，并且从产品适用性的角度看，这是不适当的。
鉴于上述内容，期望提供一种不会给用户带来混淆的适当的用户 界面、具有出色产品特性的投影显示器、以及能够实现这种投影显示 器的投影显示控制程序。
根据本发明的一个实施例，提供了第一投影显示器，该第一投影 显示器包括帧率变换装置，用于选择性地执行第一帧率变换处理或 第二帧率变换处理，所述第一帧率变换处理通过在输入视频信号的图 像帧之间内插中间图像帧而增大帧率，所述第二帧率变换处理通过沿 时间轴重复地输出所述输入视频信号的每个图像帧而增大帧率；图像 处理装置，用于选择性地执行黑插入处理或成对帧伽马处理(pair-frames gamma process ) ， 所述黑插入处理在所述输入视频信号的图 像帧之间插入黑帧，所述成对帧伽马处理对所述输入视频信号中的一 系列图像帧执行各具有不同的伽马特性的一对伽马变换处理，并且将 结果作为一对连续图像帧输出；投影显示装置，用于基于经所述帧率 变换装置或所述图像处理装置处理的视频信号，投影并显示图像；以 及控制装置，用于根据在菜单画面上的所选操作来控制所述帧率变换 装置或所述图像处理装置，所述控制装置具有用于显示所述茱单画面 的用户界面功能，所述菜单画面使用户能够选择由所述帧率变换装置 进行的所述第一或第二帧率变换处理、由所述图像处理装置进行的所 述黑插入处理或所述成对帧伽马处理。所述控制装置执行所述用户界
面功能，使得相对于由所述帧率变换装置进行的所述第一帧率变换处 理优先选择由所述图像处理装置进行的所述黑插入处理或所述成对帧 伽马处理。这里，当在该菜单画面上选择了用于执行黑插入处理或成 对帧伽马处理的模式的情况下，控制装置优选地隐藏能够选择用于执 行第一帧率变换处理的模式的选择按钮。
根据本发明的一个实施例，提供了一种应用于投影显示器的投影
显示控制程序，该投影显示器包括帧率变换装置，用于选择性地执 行笫一帧率变换处理或第二帧率变换处理，所述第一帧率变换处理通 过在输入视频信号的图像帧之间内插中间图像帧而增大帧率，所述第 二帧率变换处理通过沿时间轴重复地输出所述输入视频信号的每个图 像帧而增大帧率；图像处理装置，用于选择性地执行黑插入处理或成
对帧伽马处理，所述黑插入处理在所述输入视频信号的图像帧之间插 入黑帧，所述成对帧伽马处理对所述输入视频信号中的一系列图像帧 执行各具有不同的伽马特性的一对伽马变换处理，并且将结果作为一
对连续图像帧输出；投影显示装置，用于基于经所述帧率变换装置或 所述图像处理装置处理的视频信号，投影并显示图像；以及控制装 置，用于控制所述帧率变换装置或所述图像处理装置。所述投影显示 控制程序被配置为由所述控制装置执行，并且包括如下步骤执行用 于显示菜单画面的用户界面功能，所述菜单画面使用户能够选择由所 述帧率变换装置进行的所述第一或第二帧率变换处理、由所述图像处 理装置进行的所述黑插入处理或所述成对帧伽马处理；以及根据在菜 单画面上的所选操作来控制所述帧率变换装置或所述图像处理装置。 执行所述用户界面功能，使得相对于由所述帧率变换装置进行的所述 第一帧率变换处理优先选择由所述图像处理装置进行的所述黑插入处 理或所述成对帧伽马处理。
根据本发明的一个实施例，在该第一投影显示器或该投影显示控 制程序中，根据在用户界面功能的菜单画面上的所选操作对帧率变换 装置或图像处理装置进行控制。当在菜单画面上选择了操作时，相对 于由帧率变换装置进行的第一帧率变换处理(中间图像帧产生和插入
处理)优先选择由图像处理装置进行的黑插入处理或成对帧伽马处理
(AB伽马校正处理)。
根据本发明的一个实施例，提供了第二投影显示器，该第二投影 显示器包括投影显示装置，用于根据视频信号投影并显示图像；以 及显示模式设置装置，具有用于选择性地设置要由所述投影显示装置 投影并显示的图像的显示模式的用户界面功能。所述显示模式设置装 置执行所述用户界面功能，使得相对于具有能够更平滑地显示运动图 像的显示特性的第一图像显示模式优先选择具有更接近电影的图像质 量的图像显示特性的第二图像显示模式。
根据本发明的一个实施例，在第二投影显示器中，从这两个图像 显示模式中优先选择第二图像显示模式，使得优先以更接近电影的图 像质量的图像显示特性(影院类图像显示特性)进行显示。
根据本发明的一个实施例，在第一投影显示器或投影显示控制程 序中，相对用于执行中间图像帧产生和插入处理的显示模式优先选择 用于执行黑插入处理或成对帧伽马处理(AB伽马校正处理)的模 式。因此，可以提供不会给用户带来混淆的适当的用户界面，并且可 以获得出色的产品特性。
根据本发明实施例的第二投影显示器，从分别具有不同图像显示 特性的这两个图像显示模式中优先选择第二图像显示模式。因此，可 以提供不会给用户带来混淆的适当的用户界面，并且可以获得出色的 产品特性。
从下面的描述中，能够更加全面地了解本发明的其它和另外的目 的、特征和优点。


图l是示出根据本发明实施例的液晶投影仪的整体概况结构图； 图2是示出图1的液晶投影仪中的控制部的电路结构的框图； 图3是示出图2中所示的控制部中的帧率变换器的详细电路结构 的框图4是示出图2所示的控制部中的显示引擎的详细电路结构的框
图5是示出在图1的液晶投影仪上配备的多个显示模式之间的相
互关系的图6是示出当图2所示的控制部中的主控制器执行用户界面功能 时的处理的流程图7A和7B是示出存储在图2所示的控制部的存储器中的显示 模式的设置数据的改变的图8A是示出图1的液晶投影仪中的菜单画面的一个例子的图8B是示出图1的液晶投影仪中的菜单画面的另一个例子的
图8C是示出图1的液晶投影仪中的菜单画面的另一个例子的
图8D是进一步示出图1的液晶投影仪中的菜单画面的另一个例
子的图8E是进一步示出图1的液晶投影仪中的菜单画面的另一个例
子的图8F是进一步示出图1的液晶投影仪中的菜单画面的另一个例
子的图；图8G是进一步示出图1的液晶投影仪中的菜单画面的另一个例
子的图9A是示出简单两次写模式下的图像帧的图9B是示出胶片投影模式中的AB伽马校正模式下的图像帧的
图9C是示出胶片投影模式中的黑插入模式下的图像帧的图9D是示出当运动增强模式开启时的图像帧的图IO是示出通常的黑插入模式的图11是示出通常的AB伽马校正模式的图12是示出每个播放模式的特性的表；
图13A和13B是比较地示出简单倍速模式和高帧率的图；以及 图14A、 14B和14C是示出现有技术的显示器中的显示模式之 间的比较的图。
具体实施例方式
将参照附图详细地描述本发明的优选实施例(在下文中简称为实 施例)。
图1示出了作为本发明实施例的投影显示器的液晶投影仪的整体 结构。由于通过将根据本发明实施例的投影显示控制程序应用于图1 中的液晶投影仪来实现该投影显示控制程序，所以在下文中也将描迷 投影显示控制程序。
液晶投影仪基于从外部提供的输入视频信号Din执行图像的投影 显示，并且包括投影显示光学系统1、光源11和用于控制投影显示 光学系统1的控制部2。在控制部2中，根据用户利用遥控器3进行 的操作进行各种操作设置。这里，投影显示光学系统1对应于本发明 中的"投影显示装置"的具体例子。
光源ll发射白光(照明光L0)，该白光包括进行彩色图像显示 所必需的红光Lr、绿光Lg和蓝光Lb这些原色光。例如，光源11 包括卣素灯、金属由化物灯或氙气灯。
投影显示光学系统1包括分色镜121和122、反射镜131、 132和 133、光调制器14、分色棱镜15、投影透镜16和屏幕17。分色镜121 透射从光源11发射的照明光L0中的红光Lr和绿光Lg但M射蓝光 Lb，由此红光Lr和绿光Lg与蓝光Lb被分离并继续前进。在透射穿过 分色镜121的红光Lr和绿光Lg之间，分色镜122透射红光Lr但;IX 射绿光Lg,由此红光Lr与绿光Lg被分离并继续前进。被分色镜122 反射的绿光Lg在朝向光调制器14的方向上前进。在朝向光调制器14 的方向上，反射镜131反射被分色镜121反射的蓝光Lb。在朝向光调 制器14的方向上，反射镜132和133反射被分色镜132反射的红光 Lr。
光调制器14包括分别对应于红光Lr、绿光Lg和蓝光Lb的三个透 射型液晶元件14R、 14G和14B,并且基于从控制部2提供的各种颜色 的视频信号对从光源11发射的照明光L0中的各原色光(红光Lr、绿 光Lg和蓝光Lb)进行调制。具体地讲，液晶元件14R被布置在反射 镜133与分色棱镜15之间，用以基于从控制部2提供的用于红色的视 频信号对进入的红光Lr进行调制。液晶元件14G被布置在分色镜122 与分色棱镜15之间，用以基于从控制部2提供的用于绿色的视频信号 对进入的绿光Lg进行调制。液晶元件14B被布置在反射镜131与分色 棱镜15之间，用以基于从控制部2提供的用于蓝色的视频信号对ii^ 的蓝光Lb进行调制。液晶元件14R、 14G和14B中的每个例如具有如 下结构，在该结构中，在一对基板之间设置有包括液晶分子的液晶层， 基于视频信号对这对;S^施加驱动电压。
分色棱镜15将由液晶元件14R、 14G和14B分别进行了调制的红 光Lr、绿光Lg和蓝光Lb混合，从而产生混合光(显示光)Lout。分 色棱镜15还引导显示光Lout以在光路(去往投影透镜16的光路)上 前进。投影透镜16被布置在分色棱镜15与屏幕17之间，用作将由分 色棱镜15产生的显示光Lout投影到屏幕17上的透镜。
图2示出了控制部2的详细结构。控制部2包括视频信号输入部 21、帧率变换器22、显示引擎23、液晶元件驱动部24、 OSD (同屏显 示)处理部25、合成部26、主控制器27和存储器28。这里，帧率变换 器22对应于本发明中的"帧率变换装置"的具体例子，显示引擎23对 应于本发明中的"图像处理装置"的具体例子，并且主控制器27对应 于本发明中的"控制装置"或"显示模式设置装置"的具体例子。
视频信号输入部21是输入视频信号Din被输入的块。视频信号输 入部21具有定标器211,用于对视频信号的纵横比进行定标；和图像 调整部(图中没有示出)，用于执行白平衡调整(对视频信号的色温进 行调整)以及所谓的伽马校正以产生视频信号Dl (调整前的数据 Dl )。这里，视频信号Dl的帧率被描述为60Hz。
帧率变换器22是将视频信号Dl的帧率变换成两倍的120Hz并且输出作为视频信号D2的电路。例如，如图3所示，帧率变换器22包括 帧内插部221和控制该帧内插部221的控制器222。帧内插部221用作 改进作为运动图像的图像的平滑度的运动增强器，并且例如包括中间帧 产生部221a、帧存储器221b和开关221c。帧存储器221b存储视频信 号Dl的图像帧的至少两个帧(Fl和F2)。以60Hz的帧率在帧存储器 221b上进行写入。另一方面，以120Hz的帧率从帧存储器221b进行读 取。
这里，选择帧内插部221并且帧内插部221有^作用的模式被称 作运动增强模式或高帧率开启(HFR-oii)模式，并且这种模式对应于 本发明中的"第一运动图像显示模式"的具体例子。
基于从帧存储器221b读取的图像帧Fl和F2,中间帧产生部221a 产生中间帧F12 = (xFl + yF2)/z作为图像帧Fl与图像帧F2之间的中间 图像。当在将在以后进行描述的用户界面中选择了运动增强模式 (HFR-on )时，开关221c在控制器222的控制下以120Hz的帧率在触 点"b"与触点"c"之间交替地执行切换，由此在从帧存储器221b读 取的这对图像帧Fl与F2之间插入并输出在中间帧产生部221a中产生 的中间帧F12。重复这种操作，从而将具有60Hz帧率的视频信号Dl 的图像帧列(Fl、 F2、 F3、…)变换成具有120Hz帧率的视频信号D2 的图4象顿歹'J (Fl、 F12、 F2、 F23、 F3、 F34、 F4、…)(参照将稍后描 述的图9D)。此外，通过控制器222设置用于产生中间帧的系数(x、 y 和z)。
另一方面，当没有选择运动增强模式(HFR-off)时，开关221c被 固定到帧存储器221b —侧(触点"c")。控制器222针对视频信号Dl 的每个图像帧(Fl、 F2、 F3、...)从帧存储器221b重复地执行两次读 操作，并且执行两次写操作以输出具有120Hz帧率的视频信号D2 (参 照图9A)。由此，在HFR模式为开启/关闭的两种情况下，帧率均从 60Hz变换成120Hz。
这里，产生并插入中间帧的处理对应于本发明中的"第一帧率变换 处理"的具体例子。图像帧的两次写处理对应于本发明中的"第二帧率
变换处理"的具体例子。
再次参照图2。显示引擎23是执行使得作为运动图像的图像接近电 影的图像质量的处理的电路。例如，如图4所示，显示引擎23包括黑 插入处理部231、 AB伽马校正部232、帧存储器233、控制整个显示引 擎23的控制器234以及两个开关235和236。帧存储器233存储视频信 号Dl的图像帧的多个帧。在帧存储器233上进行写入和从帧存储器 233进行读取都是以120Hz的帧率执行的。
显示引擎23的黑插入处理部231或AB伽马校正部232激活并且 有效起作用的模式被称作胶片投影模式或影院模式，并且该模式对应于 本发明中的"第二运动图像显示模式"的具体例子。
通过控制器234的控制，两个开关235和236彼此同步以执行切 换。具体地讲，当开关235的触点"a"连接到开关235的触点"b"、 触点"c"或触点"d，，时，相应地，开关236的触点"a"分别连接到 开关236的触点"b"、触点"c"或触点"d"。当开关235的触点"a" 和开关236的触点"a"分别连接到开关235的"b"和开关236的 "b"时，黑插入部231被选择为激活，由此^L频信号D2经历黑插入 处理并且结果被输出作为视频信号D3 (黑插入模式)。当开关235的触 点"a"和开关236的触点"a"分别连接到开关235的触点"c"和开 关236的触点"c"时，AB伽马校正部232被选择为激活，并且由此视 频信号D2经历AB伽马校正并且结果被输出作为视频信号D3 (AB伽 马校正模式)。这里，AB伽马校正处理对应于本发明中的"成对帧伽马 处理"的具体例子。当开关235的触点"a"和开关236的触点"a"分 别连接到开关235的触点"d"和开关236的触点"d"时，不对视频信 号D2执行任何处理，由此输入的视频信号D2无任何改变地输出，作 为视频信号D3 (胶片投影关闭模式)。
黑插入处理部231具有产生与黑帧图像对应的电位(黑电位)的 黑电位产生部231a以及开关231b。开关231b通过控制器234的控 制，以120Hz的帧率在触点"b"(来自黑电位产生部231a的黑电 位)与触点"c"(从帧存储器233读取的视频信号D2 )之间执行切
换。由此，视频信号D2的两次写图像帧列(Fl、 Fl、 F2、 F2、 F3、 F3、...)被黑图像帧交替地替换，从而产生黑插入图像帧列 (Fl、黑、F2、黑、F3、黑、…)(参照将在以后进行描述的图 9C)。
AB伽马校正部232具有伽马(+)校正部232a、伽马(-)校正部 232b和开关232c。伽马(+)校正部232a执行伽马校正(白伽马校 正)以增加从帧存储器233读取的视频信号D2的亮度，伽马(-)校正 部232b执行伽马校正(黑伽马校正)以减小从帧存储器233读取的 视频信号D2的亮度。此外，从控制器234传送用于这些伽马校正的 伽马校正值G。例如，伽马校正值G是用于定义图11所示的伽马曲 线Gl和G2的值。开关232c通过控制器234的控制，以120Hz的 帧率在触点"b"(经历白伽马校正以后的图像帧Fl(+))与触点
"c"(经历黑伽马校正以后的图像帧F2(-))之间执行切换。由此， 视频信号D2的两次写图像帧列(Fl、 Fl、 F2、 F2、 F3、 F3、...) 被变换成经历AB伽马校正后的图4象帧列(Fl(+)、 Fl(-)、 F2(+)、 F2(画)、F3(+)、 F3(誦)、…)(参照将在以后进行描述的图9B)。
再次参照图2。 OSD处理部25基于从主控制器27提供的数据， 产生作为用户界面的菜单画面(将在以后进行描述的图8A到 8G)。通过该菜单画面，用户进行各种显示模式的设置。合成部26 将由OSD处理部25产生的菜单画面的视频信号叠加(合成)在从显 示引擎23输出的视频信号D3上。液晶元件驱动部24基于从合成部 26提供的视频信号D4，分别驱动光调制器14的液晶元件14R、 14B 和14G (图1)。
主控制器27控制整个控制部2，并且例如包括一个或多个微处 理器。存储器28存储当控制器27控制控制部2中的各个部分时所需 的各种控制数据和控制程序。存储器28例如包括诸如闪存的非易失 性存储系统和诸如DRAM的临时存储系统。控制数据包括用于限定 当前图像显示模式(运动图像的质量)的显示模式设置数据281。控 制程序包括用户界面(UI)程序282，用户通过该用户界面程序282
可以容易地选择图像显示模式。
接下来，将描述具有上述结构的液晶投影仪的操作。
参照图1，将描述整个液晶投影仪的示意性操作。在液晶投影仪
中，从光源11发射的照明光L0被分色镜121分离成红光Lr和绿光 Lg，以及蓝光Lb。然后，红光Lr和绿光Lg被分色镜122分离。分 离出的红光Lr通过反射镜132和133进入液晶元件14R中。分离出 的绿光Lg直接进入液晶元件14G中。分离出的蓝光Lb通过反射镜 131进入液晶元件14B中。基于从控制部2提供的各种颜色的视频信 号，在液晶元件14R、 14G和14B中分别对红光Lr、绿光Lg和蓝 光Lb这些原色光进行调制。调制后的红光Lr、绿光Lg和蓝光Lb 这些原色光被分色棱镜15混合成显示光Lout，然后通过投影透镜16 将该显示光Lout投影到屏幕17上，从而基于输入视频信号Din执 行图像显示。
接下来，参照图2以及图9A到9D，将描述控制部2的操作。 这里，图9A到9D中的每个显示了由所选择的显示模式显示的图像 帧的例子。
在图2中，在主控制器27的控制下，控制部2中的视频信号输 入部21对输入视频信号Din执行诸如白平衡调整和伽马校正的图像 调整处理，并且执行定标处理从而使输入视频信号Din具有预定的水 平和垂直尺寸比。然后，视频信号输入部21输出该结果作为具有 60Hz帧率的视频信号Dl。
在主控制器27的控制下，帧率变换器22对具有60Hz帧率的视 频信号Dl执行2倍速的帧率变换，并且输出为具有120Hz帧率的视 频信号D2。此时，主控制器27参照存储器28的显示模式设置数据 281来确定设置哪种模式作为液晶投影仪的运动图像显示模式，并向 帧率变换器22中的控制器222指示该显示模式。
当由主控制器27指示的显示模式是运动增强开启模式时，帧率 变换器22中的控制器222控制帧内插部221以依次从一对图像帧 (Fl和F2)产生中间帧F12并且将该中间帧F12插入在该对原始图
像帧(Fl和F2)之间。由此，原始视频信号的帧率被加倍为120Hz (图9D)。另一方面，当由主控制器27指示的显示模式是运动增强 关闭模式时，控制器222执行两次写处理从而使原始视频信号的帧率 被加倍为120Hz (图9A)，在该两次写处理中以120Hz的帧率将每 个图像帧(Fl、 F2、 F3、…)读取并输出两次。此外，如将在以后 进行描述的，当选择了胶片投影模式时，运动增强模式自动变成关闭 状态。因此，可以避免如下情况如图14B所示在显示引擎23中用 黑帧替换在帧率变换器22中产生的中间帧，其结果是产生的中间帧 被浪费掉。
在主控制器27的控制下，显示引擎23对视频信号D2执行黑插 入处理或AB伽马校正处理，或者简单地允许视频信号D2前进而不 执行任何处理，从而将结果输出作为视频信号D3。此时，主控制器 27参照存储器28中的显示模式设置数据281来确定设置哪种模式用 于液晶投影仪的运动图像显示模式，并且向显示引擎23中的控制器 234指示该显示模式。
当由主控制器27指示的显示模式是胶片投影开启模式时，显示 引擎23中的控制器234对来自帧率变换器22的具有120Hz帧率的 视频信号D2执行黑插入处理或者AB伽马校正处理，从而将结果输 出作为视频信号D3。更具体地讲，当指示了胶片投影开启模式的黑 插入模式时，执行黑插入处理(图9C)，在该黑插入处理中通过黑 插入处理部231用黑图像帧交替地替换两次写图像帧列(Fl、 Fl、 F2、 F2、 F3、 F3、…)以产生黑插入图像帧列(Fl、黑、F2、黑、 F3、黑、...)。另一方面，当指示了胶片投影开启模式的AB伽马校 正模式时，执行AB伽马校正处理(图9B)，在该AB伽马校正处 理中，通过AB伽马校正部232将两次写图像帧列(Fl、 Fl、 F2、 F2、 F3、 F3、…)变换成AB伽马校正图寸象帧列(Fl(+)、 Fl(-)、 F2(+)、 F2(醫)、F3(+)、 F3(画)、 )。当指示的显示模式是胶片投影关 闭模式时，控制器234按照原样输出视频信号D2作为视频信号 D3。从显示引擎23输出的视频信号D3通过合成部26被作为视频信 号D4发送到液晶元件驱动部24。液晶元件驱动部24基于视频信号 D4分别驱动投影显示光学系统1的液晶元件14R、 14G和14B (图 1)。由此，将彩色图像投影并显示在屏幕17上。此外，在以上描述 中，为了方便起见，从显示引擎23输出的视频信号D3的帧率被描 述为120Hz。然而，实际上视频信号D3被变换成具有通过称作帧加 倍器的功能而加倍的240Hz帧率的极性反转驱动信号，然后被发送 到液晶元件驱动部24。
根据由用户操作遥控器3 (图1)而选择的显示才莫式，主控制器 27读取存储器28中的UI程序282，然后执行用于选择显示模式的 用户界面。具体地讲，主控制器27控制OSD处理部25从而产生用 于选择显示模式的菜单画面(图8A到图8G)并且将它提供到合成 部26。合成部26将该菜单画面叠加在视频信号D3上，然后将结果 输出作为视频信号D4。由此，叠加在图像上的茱单画面被显示在屏 幕17上。主控制器27根据用户对遥控器3的操作确定液晶投影仪的 显示模式，并将该显示模式作为显示模式设置数据281存储在存储器 28中。主控制器27还向帧率变换器22和显示引擎23指示该显示模 式。此外，在以上描述中，尽管通过合成部26将菜单画面叠加在原 始图像上，但是也可以将图像画面完全切换到菜单画面。
接下来，参照图5，将描述图1中的液晶投影仪的用户界面功能 的操作。
图5示出了液晶投影仪中可能有的多个显示模式的相互关系。在 该图中，垂直方向显示关于胶片投影模式的状态，而水平方向显示关 于运动增强模式的状态。
胶片投影模式包括一个关闭模式状态和三个开启模式状态。存在 三个开启模式状态模式1、模式2和模式3。模式1是黑插入模 式。模式2和模式3都是AB伽马校正模式，但是它们在AB伽马校 正的程度方面彼此不同。例如，模式2是基于相对柔和的伽马曲线 G1和G2 (图11)执行白伽马校正和黑伽马校正的模式(AB伽马-
1)，而模式3是基于相对陡峭的伽马曲线G1和G2执行白伽马校正 和黑伽马校正的模式(AB伽马-2)。然而，胶片投影模式不限于 此，并且可以任意地准备具有必要特征的任何必要类型的AB伽马校 正模式。
另一方面，运动增强模式包括一个HFR关闭模式状态和两个 HFR开启模式状态。存在两个HFR开启模式状态低模式和高模 式。例如，低模式是如下情况中间帧F12 = (xFl+yF2)/z中的系数
(x和y)的关系是x>y (即，由前帧支配)。例如，高模式是如下 情况中间帧F12 = (xFl+yF2)/z中的系数(x和y)的关系是x<y
(即，由后帧支配)。然而，运动增强模式不限于此，并且可以通过 任意选择系数(x、 y和z)而任意地准备用于产生具有必要特征的中 间帧的任何必要类型的模式。
如图5所示，当选择了显示模式时，胶片投影模式的优先极高于 运动增强模式。即，当胶片投影模式变成开启状态(模式1到模式3 之一)时，运动增强模式仅可呈HFR关闭状态，而不可以呈HFR 开启状态(低模式或高模式)。另一方面，当胶片投影模式变成关闭 状态时，运动增强模式既可以呈HFR开启状态，又可以呈HFR关 闭状态o
在胶片投影模式处于关闭状态并且运动增强模式处于HFR开启 状态(低模式或高模式)的情况下，当胶片投影模式被改变到开启状 态(模式1到模式3之一)时，运动增强模式自动地改变到HFR关 闭状态。之后，当胶片投影模式再次改变到关闭状态时，运动增强模 式自动返回到原始的HFR开启状态(低模式或高模式)。在下文 中，将参照图6、图7A到图7B、图8A到图8G和图9A到图9D详 细描述该操作。
图6示出了当用户通过用户界面功能选择显示模式时的主控制器 27的处理的流程。图7A和图7B中的每个图示出了当存储在控制部 2的存储器28 (图2)中的显示模式设置数据281的内容改变时的例 子。图8A到图8G中的每个图示出了在用于选择显示模式的每个步
骤中显示的菜单画面的例子。
当用户操作遥控器3 (图1)并且按下菜单按钮(图中没有示 出)时，主控制器27 (图2)控制OSD处理部25以显示图8A所示 的菜单画面。这里，当将光标移动到"Motion Flow (运动流)"并 且按下"Enter (回车)"时，主控制器27参照显示模式设置数据 281 (图7A和图7B)并且显示如图8B所示的用于设置"Motion Flow"的菜单画面。在图8B中，显示了胶片投影和运动增强器均处 于关闭状态的例子。在这个例子中，图2中的帧率变换器22执行两 次写处理，并且显示引擎23什么也不做(允许视频信号前进)。结 果，显示模式被设置为简单两次写模式(图9A)。
如图7A所示，当"Film Projection (胶片投影)"变成关闭状 态时(步骤S101:是)，运动增强器的设置数据的标志被设置为
"1"。因此，运动增强器的功能变为有效，并且项目"Motion Enhancer (运动增强器)，，被显示在菜单画面上(步骤S102 )。
当将光标移动到图8B中的"Motion Enhancer"并且按下
"Enter"时(步骤S103:是)，主控制器27显示如图8C所示的用 于设置"Motion Enhancer"的弹出式选项板(步骤S104 )。在该弹 出式选项板中，显示了三个显示模式的选项，即"High (高)"、
"Low (低)"和"Off (关闭)"。这里，当将光标移动到这些项 目之一并且按下"Enter"时(步骤S105:是)，主控制器27确定 光标所指示的显示模式，并且显示模式设置数据281 (图7A和图 7B)的内容被改变(步骤S106)。例如，当选择了图8C中的弹出 式选项板中的"Low"时，这也会反映到用于设置"Motion Flow" 的茱单画面(图8D)。由此，显示模式被设置为"Motion Enhancer Low"模式，并且如图9D所示，中间帧被交替地插入在图像帧之 间，由此获得平滑的图像显示。
另外，例如，当将光标移动到图8D中的"Film Projection"并 且按下"Enter"时(步骤S103:否；步骤S107:是)，主控制器 27显示如图8E所示的用于设置"Film Projection"的弹出式选项板
(步骤S108)。在该弹出式选项板中，显示了四个显示模式的选 项，即"Model" 、 "Mode 2" 、 "Mode 3"和"Off"。
这里，当将光标移动到这些项目之一并且按下"Enter"时(步 骤S109:是)，主控制器27确定光标所指示的显示模式，并且显示 模式设置数据281 (图7A和图7B)的内容被改变(步骤S106)。 例如，当选择了图8E中的弹出式选项板中的"Mode 1"时，这也会 反映到用于i殳置"Motion Flow"的菜单画面(图8F)。由此，显示 才莫式祐:i殳置为"Film Projection Mode 1"，即黑插入模式(图 9C)。此外，当选择了 "Mode 2"或"Mode 3"时，显示模式被设 置为AB伽马校正模式(AB伽马-1或AB伽马-2 )(图9B )。在 这种情况下，由于"Film Projection"变为开启状态(步骤S101: 否)，如图7B所示，主控制器27将运动增强器的设置数据的标志 设置为"0",从而运动增强器的功能变得无效并且菜单画面上的
"Motion Enhancer"的项目被删除(步骤S110)。结果，如图8F 所示，仅"Film Projection Mode 1"被显示在用于设置"Motion Flow"的菜单画面上，但是"Motion Enhancer"的显示被删除。
另外，例如，在图8F的菜单画面上，当执行操作使得"Film Projection"变为"Off"时(步骤S101:是)，主控制器27使运动 增强器的设置数据的标志返回到如图7A所示的"1",从而运动增 强器的功能变得有效，并且"Motion Enhancer"的项目被显示在茱 单画面上(步骤S102)。结果，如图8G所示，"Motion Enhancer Low"的显示返回到用于设置"Motion Flow"的菜单画面上。
以这种方式，根据本发明实施例的液晶投影仪，由于准备了相对 于运动增强器优先选择胶片投影模式的用户界面功能，所以可以提供 用于设置适于投影仪的产品特点的显示模式的用户界面。因此，当根 据图像源选择显示模式之一时，甚至与偏爱影院类图像的发烧友不同 的一般用户也不会变得犹豫不决，并且由此可以避免将混淆带给使用 产品的用户。
与可以同时选择这两个显示模式的用户界面的情况不同，可以避免硬件的用以实现各个所述功能的操作被浪费掉。即，当选择了胶片 投影模式时，运动增强模式自动地变成关闭状态。由此，可以避免如
下情况如图14B所示用黑帧替换产生的中间帧，结果，产生的中 间帧被浪费掉。因此，可以防止硬件资源的浪费，并且可以获得优良 的产品特性。
在上文中，尽管针对实施例描述了本发明，但是由于可以进行各 种变型，所以本发明不限于此实施例。例如，在本实施例中，将控制 部2的结构例示为如图2所示用于实现用以选择运动增强器或胶片投 影模式的用户界面的硬件。然而，该结构不限于此，只要硬件实现相 对于运动增强器优先选择胶片投影模式的用户界面即可。实现运动增 强器和胶片投影模式的硬件不限于如图2到图4所示的帧率变换器 22和显示引擎23的结构。
在图1的例子中，透射型液晶元件14G、 14B和14R^L使用在 液晶投影仪的投影显示光学系统1中。然而，本发明不限于此，并且 也可以使用反射型液晶元件。另外，本发明不仅适用于液晶投影仪， 还适用于其它方式的投影仪(例如，利用DMD (数字微镜器件)元 件的投影仪)。
本领域技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求及其等同物的 范围的情况下，可以根据设计需要和其它因素进行各种变型、组合、 子组合和变更。
权利要求
1. 一种投影显示器，包括:帧率变换装置，用于选择性地执行第一帧率变换处理或第二帧率变换处理，所述第一帧率变换处理通过在输入视频信号的图像帧之间内插中间图像帧而增大帧率，所述第二帧率变换处理通过沿时间轴重复地输出所述输入视频信号的每个图像帧而增大帧率；图像处理装置，用于选择性地执行黑插入处理或成对帧伽马处理，所述黑插入处理在所述输入视频信号的图像帧之间插入黑帧，所述成对帧伽马处理对所述输入视频信号中的一系列图像帧执行各具有不同的伽马特性的一对伽马变换处理，并且将结果作为一对连续图像帧输出；投影显示装置，用于基于经所述帧率变换装置或所述图像处理装置处理的视频信号，投影并显示图像；以及控制装置，用于根据在菜单画面上的所选操作来控制所述帧率变换装置或所述图像处理装置，所述控制装置具有用于显示所述菜单画面的用户界面功能，所述菜单画面使用户能够选择由所述帧率变换装置进行的所述第一或第二帧率变换处理、由所述图像处理装置进行的所述黑插入处理或所述成对帧伽马处理；其中，所述控制装置执行所述用户界面功能，使得相对于由所述帧率变换装置进行的所述第一帧率变换处理优先选择由所述图像处理装置进行的所述黑插入处理或所述成对帧伽马处理。
2. 如权利要求1所述的投影显示器，其中，当在所迷菜单画面 上选择了用于执行所述黑插入处理或所述成对帧伽马处理的模式的情 况下，所述控制装置隐藏能够选择用于执行所述第一帧率变换处理的 模式的选择按钮。
3. 如权利要求1所述的投影显示器，其中，当在所述菜单画面 上选择了用于执行所述第一帧率变换处理的模式的情况下，在选择了 用于执行所述黑插入处理或所述成对帧伽马处理的模式时，所述控制 装置将模式转换到用于执行所述黑插入处理或所述成对帧伽马处理的 模式。
4. 如权利要求3所述的投影显示器，其中，当在所述菜单画面 上选择了用于执行所述黑插入处理或所述成对帧伽马处理的模式并执 行了该模式的情况下， 一旦取消选择该模式，则所述控制装置返回到 用于执行所述第一帧率变换处理的模式。
5. 如权利要求1所述的投影显示器，其中，所述控制装置通过 利用所述投影显示装置显示基于所述用户界面功能的所述菜单画面。
6. 如权利要求1所述的投影显示器，其中，所述帧率变换装置 将所述输入视频信号的帧率进行变换以使之具有双倍帧率。
7. 如权利要求1所述的投影显示器，其中，由所述图像处理装 置进行的所述成对帧伽马处理执行白伽马变换和黑伽马变换，并且将 结果作为一对连续图像帧输出，其中，所述白伽马变换通过对图像帧 进行变换而增加图像帧的亮度，所述黑伽马变换通过对图像帧进行变 换而减小图像帧的亮度。
8. —种应用于投影显示器的投影显示控制程序，所述投影显示 器包括帧率变换装置，用于选择性地执行第 一帧率变换处理或第二帧率 变换处理，所述第一帧率变换处理通过在输入视频信号的图像帧之间 内插中间图像帧而增大帧率，所述第二帧率变换处理通过沿时间轴重 复地输出所述输入视频信号的每个图像帧而增大帧率；图像处理装置，用于选择性地执行黑插入处理或成对帧伽马处 理，所述黑插入处理在所述输入视频信号的图像帧之间插入黑帧，所 述成对帧伽马处理对所述输入视频信号中的一系列图像帧执行各具有 不同的伽马特性的一对伽马变换处理，并且将结果作为一对连续图像 帧输出；投影显示装置，用于基于经所述帧率变换装置或所述图像处理装 置处理的视频信号，投影并显示图像；以及控制装置，用于控制所述帧率变换装置或所述图像处理装置， 所述投影显示控制程序被配置为由所述控制装置执行，并且包括如下步骤执行用于显示菜单画面的用户界面功能，所述菜单画面使用户能 够选择由所述帧率变换装置进行的所述第一或第二帧率变换处理、由 所述图像处理装置进行的所述黑插入处理或所述成对帧伽马处理；以 及根据在菜单画面上的所选操作来控制所述帧率变换装置或所述图 像处理装置，其中，执行所述用户界面功能，使得相对于由所述帧率变换装置 进行的所述第 一帧率变换处理优先选择由所述图像处理装置进行的所 述黑插入处理或所述成对帧伽马处理。
9. 一种投影显示器，包括投影显示装置，用于根据视频信号投影并显示图像；以及 显示模式设置装置，具有用于选择性地设置要由所述投影显示装置投影并显示的图像的显示模式的用户界面功能，其中，所述显示模式设置装置执行所述用户界面功能，使得相对于具有能够更平滑地显示运动图像的显示特性的第一图像显示模式优先选择具有更接近电影的图像质量的图像显示特性的第二图像显示模式。
10. —种投影显示器，包括帧率变换部，用于选择性地执行第一帧率变换处理或第二帧率变 换处理，所述第 一帧率变换处理通过在输入视频信号的图像帧之间内 插中间图像帧而增大帧率，所述第二帧率变换处理通过沿时间轴重复 地输出所述输入视频信号的每个图像帧而增大帧率；图像处理部，用于选择性地执行黑插入处理或成对帧伽马处理， 所述黑插入处理在所述输入视频信号的图像帧之间插入黑帧，所述成 对帧伽马处理对所述输入视频信号中的一系列图像帧执行各具有不同 的伽马特性的一对伽马变换处理，并且将结果作为一对连续图像帧输 投影显示部，用于基于经所述帧率变换部或所述图像处理部处理的视频信号，投影并显示图像；以及控制部，用于根据在菜单画面上的所选操作来控制所述帧率变换 部或所述图像处理部，所述控制部具有用于显示所述菜单画面的用户 界面功能，所述菜单画面使用户能够选择由所述帧率变换部进行的所 述第一或第二帧率变换处理、由所述图像处理部进行的所述黑插入处 理或所述成对帧伽马处理；其中，所述控制部执行所述用户界面功能，使得相对于由所述帧 率变换部进行的所述第一帧率变换处理优先选择由所述图像处理部进 行的所述黑插入处理或所述成对帧伽马处理。
11. 一种应用于投影显示器的投影显示控制程序，所述投影显示 器包括帧率变换部，用于选择性地执行笫一帧率变换处理或第二帧率变 换处理，所述第一帧率变换处理通过在输入视频信号的图像帧之间内 插中间图像帧而增大帧率，所述第二帧率变换处理通过沿时间轴重复 地输出所述输入视频信号的每个图像帧而增大帧率；图像处理部，用于选择性地执行黑插入处理或成对帧伽马处理， 所述黑插入处理在所述输入视频信号的图像帧之间插入黑帧，所述成 对帧伽马处理对所述输入视频信号中的 一 系列图像帧执行各具有不同 的伽马特性的一对伽马变换处理，并且将结果作为一对连续图像帧输 出；投影显示部，用于基于通过所述帧率变换部或所述图像处理部处理的视频信号，投影并显示图像；以及控制部，用于控制所述帧率变换部或所述图像处理部， 所述投影显示控制程序被配置为由所述控制部执行，并且包括如下步骤执行用于显示菜单画面的用户界面功能，所述菜单画面使用户能 够选择由所述帧率变换部进行的所述第一或第二帧率变换处理、由所 述图像处理部进行的所述黑插入处理或所述成对帧伽马处理；以及 处理部其中，执行所述用户界面功能，使得相对于由所述帧率变换部进 行的所述第一帧率变换处理优先选择由所述图^^象处理部进行的所述黑 插入处理或所述成对帧伽马处理。
12. —种投影显示器，包括投影显示部，用于根据视频信号投影并显示图像；以及 显示模式设置部，具有用于选择性地设置要由所述投影显示部投影并显示的图像的显示模式的用户界面功能，其中，所述显示模式设置部执行所述用户界面功能，使得相对于具有能够更平滑地显示运动图像的显示特性的第一图像显示模式优先选择具有更接近电影的图像质量的图像显示特性的第二图像显示模式。
全文摘要
本发明涉及投影显示器和投影显示控制程序。公开了一种投影显示器，包括帧率变换部，用于选择性地执行第一帧率变换处理或第二帧率变换处理；图像处理部，用于选择性地执行黑插入处理或成对帧伽马处理，并且将结果作为一对连续图像帧输出；投影显示部，用于基于经该帧变换部或该图像处理部处理的视频信号，投影并显示图像；以及控制部，用于根据在菜单画面上的所选操作来控制帧率变换部或图像处理部，其中，控制部执行用户界面功能，使得相对于由帧率变换部进行的第一帧变换处理优先选择由图像处理部进行的黑插入处理或成对帧伽马处理。
文档编号H04N9/31GK101378481SQ20081021245
公开日2009年3月4日 申请日期2008年8月29日 优先权日2007年8月31日
发明者东海林拓郎 申请人:索尼株式会社