映像表示装置及び投写型映像表示装置
【課題】“ちらつき”の抑制及び“色ずれ”の抑制を両立することを可能とする映像表示装置及び投写型映像表示装置を提供する。
【解決手段】投写型映像表示装置１００は、バックライト前処理部２２０と、光源制御部２３０と、素子制御部２４０とを備える。光源制御部２３０は、目標光量ＬＴ及び時定数τに基づいて、複数色の光源ユニット１０から出射される光量を個別に制御する。光源制御部２３０は、複数色の映像入力信号の信号値を個別に制御する。バックライト前処理部２２０は、複数色の映像入力信号の信号値に基づいて、複数色の光源ユニット１０毎に目標光量ＬＴを算出する。バックライト前処理部２２０は、複数色の映像入力信号の信号値に基づいて彩度を算出して、彩度が低いほど、時定数τとして大きな値を設定する。
【解決手段】投写型映像表示装置１００は、バックライト前処理部２２０と、光源制御部２３０と、素子制御部２４０とを備える。光源制御部２３０は、目標光量ＬＴ及び時定数τに基づいて、複数色の光源ユニット１０から出射される光量を個別に制御する。光源制御部２３０は、複数色の映像入力信号の信号値を個別に制御する。バックライト前処理部２２０は、複数色の映像入力信号の信号値に基づいて、複数色の光源ユニット１０毎に目標光量ＬＴを算出する。バックライト前処理部２２０は、複数色の映像入力信号の信号値に基づいて彩度を算出して、彩度が低いほど、時定数τとして大きな値を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレームを構成する複数の画素毎の映像入力信号に基づいて、固体光源から出射された光を変調する光変調素子を備えた映像表示装置及び投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像の輝度の変化が激しくても、映像がちらつかないようにするために、光源から出射される光量を減少する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
具体的には、第１に、映像入力信号に基づいて映像の輝度が算出され、第２に、算出された輝度に基づいて、時定数制御によって輝度順応適応値が算出される。第３に、輝度順応適応値が所定閾値を下回った場合に、光源から出射される光量が所定光量に減少される。
【０００４】
このように、時定数制御によって算出された輝度順応適応値を用いることによって、光源から出射される光量の変化によって生じる“ちらつき”が抑制される。
【特許文献１】特開２００４−２６４６６８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、時定数制御処理を用いて光源から出射される光量を光源毎に変化させると、光源から出射される光量が不足するケースが考えられる。このような光量不足によって、“色ずれ”が生じてしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、“ちらつき”の抑制及び“色ずれ”の抑制を両立することを可能とする映像表示装置及び投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の特徴に係る映像表示装置は、複数色の固体光源（光源ユニット１０）と、フレームを構成する複数の画素毎に設けられる複数色の映像入力信号に基づいて、前記複数色の固体光源から出射された光を変調する光変調素子（液晶パネル６０）とを備える。映像表示装置は、前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する光源制御部（光源制御部２３０）と、前記複数色の映像入力信号の信号値を個別に制御する素子制御部（素子制御部２４０）と、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて、前記複数色の固体光源毎に目標光量を算出するバックライト前処理部（バックライト前処理部２２０）とを備える。前記光源制御部は、前記複数色の固体光源毎に算出された前記目標光量及び時定数に基づいて、前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する。前記時定数は、フレーム間において前記複数色の固体光源から出射される光量の変化量の上限値を定める値である。前記バックライト前処理部は、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて彩度を算出して、前記彩度が低いほど、前記時定数として大きな値を設定する。
【０００８】
第１の特徴において、前記バックライト前処理部は、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて明度を算出し、前記明度によって前記彩度を重み付けした重付彩度が低いほど、前記時定数として大きな値を設定する。
【０００９】
第１の特徴において、前記バックライト前処理部は、フレーム間において前記複数色の映像入力信号の信号値の差分であるフレーム間差分を算出し、前記フレーム間差分に基づいて前記時定数を算出する。
【００１０】
第１の特徴において、前記バックライト前処理部は、前記複数色の映像入力信号の信号値の分布に基づいて、前記複数色の映像入力信号毎に目標信号ゲインを算出する。前記素子制御部は、前記目標信号ゲインに基づいて、前記複数色の映像入力信号を個別に制御する。
【００１１】
第２の特徴に係る映像表示装置は、複数色の固体光源と、フレームを構成する複数の画素毎に設けられる複数色の映像入力信号に基づいて、前記複数色の固体光源から出射された光を変調する光変調素子とを備える。映像表示装置は、前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する光源制御部と、前記複数色の映像入力信号の信号値を個別に制御する素子制御部と、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて、前記複数色の固体光源毎に目標光量を算出するバックライト前処理部とを備える。前記光源制御部は、前記複数色の固体光源毎に算出された前記目標光量及び時定数に基づいて、前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する。前記時定数は、フレーム間において前記複数色の固体光源から出射される光量の変化量の上限値を定める値である。前記バックライト前処理部は、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて彩度を算出して、前記彩度が所定彩度よりも高い場合に、前記時定数として予め定められた固定値を設定し、前記彩度が所定彩度よりも低い場合に、前記時定数として前記固定値よりも大きな値を設定する。
【００１２】
第３の特徴に係る投写型映像表示装置は、複数色の固体光源（光源ユニット１０）と、フレームを構成する複数の画素毎に設けられる複数色の映像入力信号に基づいて、前記複数色の固体光源から出射された光を変調する光変調素子（液晶パネル６０）と、前記光変調素子から出射された光を投射する投写光学系（投写光学系８０）とを備える。投写型映像表示装置は、前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する光源制御部と、前記複数色の映像入力信号の信号値を個別に制御する素子制御部と、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて、前記複数色の固体光源毎に目標光量を算出するバックライト前処理部とを備える。前記光源制御部は、前記複数色の固体光源毎に算出された前記目標光量及び時定数に基づいて、前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する。前記時定数は、フレーム間において前記複数色の固体光源から出射される光量の変化量の上限値を定める値である。前記バックライト前処理部は、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて彩度を算出して、前記彩度が低いほど、前記時定数として大きな値を設定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、“ちらつき”の抑制及び“色ずれ”の抑制を両立することを可能とする映像表示装置及び投写型映像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下において、本発明の実施形態に係る映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
【００１５】
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１６】
［実施形態の概要］
実施形態に係る映像表示装置は、複数色の固体光源と、フレームを構成する複数の画素毎に設けられる複数色の映像入力信号に基づいて、複数色の固体光源から出射された光を変調する光変調素子とを備える。映像表示装置は、複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する光源制御部と、複数色の映像入力信号の信号値を個別に制御する素子制御部と、複数色の映像入力信号の信号値に基づいて、複数色の固体光源毎に目標光量を算出するバックライト前処理部とを備える。
【００１７】
光源制御部は、複数色の固体光源毎に算出された目標光量及び時定数に基づいて、複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する。時定数は、フレーム間において複数色の固体光源から出射される光量の変化量の上限値を定める値である。
【００１８】
第１例としては、バックライト前処理部は、複数色の映像入力信号の信号値に基づいて彩度を算出して、彩度が低いほど、時定数として大きな値を設定する。
【００１９】
このように、複数色の固体光源から出射される光量の制御において、光量変化量の上限値を定める時定数が用いられる。従って、“ちらつき”が抑制される。また、彩度が低いほど、時定数として大きな値が設定される。従って、各固体光源から出射される光量のずれが抑制され、“色ずれ”が抑制される。
【００２０】
第２例としては、バックライト前処理部は、複数色の映像入力信号の信号値に基づいて彩度を算出して、彩度が所定閾値よりも高い場合に、時定数として予め定められた固定値を設定し、彩度が所定閾値よりも低い場合に、時定数として固定値よりも大きな値を設定する。
【００２１】
このように、複数色の固体光源から出射される光量の制御において、光量変化量の上限値を定める時定数が用いられる。従って、“ちらつき”が抑制される。また、彩度が所定閾値よりも低い場合に、時定数として固定値よりも大きな値を設定する。従って、各固体光源から出射される光量のずれが抑制され、“色ずれ”が抑制される。
【００２２】
以下においては、映像表示装置として、投写型映像表示装置を例示する。しかしながら、映像表示装置が投写型映像表示装置に限定されないことは勿論である。具体的には、映像表示装置は、液晶テレビなどのように、他の表示装置であってもよい。
【００２３】
［第１実施形態］
（投写型映像表示装置の構成）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【００２４】
図１に示すように、投写型映像表示装置１００は、光源ユニット１０と、温度調節ユニット２０と、シリンドリカルレンズ３０と、フライアイレンズユニット４０と、コンデンサレンズ群５０と、液晶パネル６０と、クロスダイクロイックミラー７０と、投写光学系８０とを有する。
【００２５】
光源ユニット１０は、赤、緑及び青の色毎に設けられている。すなわち、光源ユニット１０は、光源ユニット１０Ｒと、光源ユニット１０Ｇと、光源ユニット１０Ｂとを含む。各光源ユニット１０は、複数の固体光源１１を有する。固体光源１１は、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｔｈ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）である。
【００２６】
光源ユニット１０Ｒは、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒによって構成される。
【００２７】
光源ユニット１０Ｇは、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇによって構成される。光源ユニット１０Ｂは、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂによって構成される。
【００２８】
なお、各光源ユニット１０に設けられた固体光源１１の数は限定されるものではない。各光源ユニット１０に設けられた固体光源１１は単数であってもよい。
【００２９】
温度調節ユニット２０は、赤、緑及び青の色毎に設けられている。すなわち、温度調節ユニット２０は、温度調節ユニット２０Ｒと、温度調節ユニット２０Ｇと、温度調節ユニット２０Ｂとを含む。各温度調節ユニット２０は、複数の温度調節部２１を有する。温度調節部２１は、例えば、ペルチェ素子や送風ファンなどの冷却部である。また、温度調節部２１は、ヒータなどの加熱部であってもよい。
【００３０】
温度調節ユニット２０Ｒは、温度調節部２１−１Ｒ〜温度調節部２１−４Ｒによって構成される。温度調節部２１−１Ｒ〜温度調節部２１−４Ｒは、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒのそれぞれに応じて設けられる。温度調節部２１−１Ｒ〜温度調節部２１−４Ｒは、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒのそれぞれの温度を調節する。
【００３１】
温度調節ユニット２０Ｇは、温度調節部２１−１Ｇ〜温度調節部２１−４Ｇによって構成される。温度調節部２１−１Ｇ〜温度調節部２１−４Ｇは、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇのそれぞれに応じて設けられる。温度調節部２１−１Ｇ〜温度調節部２１−４Ｇは、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇのそれぞれの温度を調節する。
【００３２】
温度調節ユニット２０Ｂは、温度調節部２１−１Ｂ〜温度調節部２１−４Ｂによって構成される。温度調節部２１−１Ｂ〜温度調節部２１−４Ｂは、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂのそれぞれに応じて設けられる。温度調節部２１−１Ｂ〜温度調節部２１−４Ｂは、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂのそれぞれの温度を調節する。
【００３３】
シリンドリカルレンズ３０は、赤、緑及び青の色毎に設けられている。すなわち、シリンドリカルレンズ３０は、シリンドリカルレンズ３０Ｒと、シリンドリカルレンズ３０Ｇと、シリンドリカルレンズ３０Ｂとを含む。
【００３４】
シリンドリカルレンズ３０Ｒは、光源ユニット１０Ｒから出射された赤成分光の偏光状態を揃える。また、シリンドリカルレンズ３０Ｒは、直線状の赤成分光を形成する。
【００３５】
シリンドリカルレンズ３０Ｇは、光源ユニット１０Ｇから出射された緑成分光の偏光状態を揃える。シリンドリカルレンズ３０Ｇは、直線状の緑成分光を形成する。
【００３６】
シリンドリカルレンズ３０Ｂは、光源ユニット１０Ｂから出射された青成分光の偏光状態を揃える。シリンドリカルレンズ３０Ｂは、直線状の青成分光を形成する。
【００３７】
フライアイレンズユニット４０は、赤、緑及び青の色毎に設けられている。すなわち、シリンドリカルレンズ３０は、フライアイレンズユニット４０Ｒと、フライアイレンズユニット４０Ｇと、フライアイレンズユニット４０Ｂとを含む。
【００３８】
フライアイレンズユニット４０Ｒは、フライアイレンズ４１Ｒ及びフライアイレンズ４２Ｒによって構成される。フライアイレンズ４１Ｒ及びフライアイレンズ４２Ｒは、それぞれ、複数の微少レンズによって構成される。各微少レンズは、光源ユニット１０Ｒから出射された赤成分光が液晶パネル６０Ｒの全面に照射されるように、光源ユニット１０Ｒから出射された赤成分光を集光する。
【００３９】
フライアイレンズユニット４０Ｇは、フライアイレンズ４１Ｇ及びフライアイレンズ４２Ｇによって構成される。フライアイレンズ４１Ｇ及びフライアイレンズ４２Ｇは、それぞれ、複数の微少レンズによって構成される。各微少レンズは、光源ユニット１０Ｇから出射された緑成分光が液晶パネル６０Ｇの全面に照射されるように、光源ユニット１０Ｇから出射された緑成分光を集光する。
【００４０】
フライアイレンズユニット４０Ｂは、フライアイレンズ４１Ｂ及びフライアイレンズ４２Ｂによって構成される。フライアイレンズ４１Ｂ及びフライアイレンズ４２Ｂは、それぞれ、複数の微少レンズによって構成される。各微少レンズは、光源ユニット１０Ｂから出射された青成分光が液晶パネル６０Ｂの全面に照射されるように、光源ユニット１０Ｂから出射された青成分光を集光する。
【００４１】
コンデンサレンズ群５０は、赤、緑及び青の色毎に設けられている。すなわち、コンデンサレンズ群５０は、コンデンサレンズ群５０Ｒと、コンデンサレンズ群５０Ｇと、コンデンサレンズ群５０Ｂとを含む。
【００４２】
コンデンサレンズ群５０Ｒは、コンデンサレンズ５１Ｒ及びコンデンサレンズ５２Ｒによって構成される。コンデンサレンズ５１Ｒ及びコンデンサレンズ５２Ｒは、光源ユニット１０Ｒから出射された赤成分光を集光する。
【００４３】
コンデンサレンズ群５０Ｇは、コンデンサレンズ５１Ｇ及びコンデンサレンズ５２Ｇによって構成される。コンデンサレンズ５１Ｇ及びコンデンサレンズ５２Ｇは、光源ユニット１０Ｇから出射された緑成分光を集光する。
【００４４】
コンデンサレンズ群５０Ｂは、コンデンサレンズ５１Ｂ及びコンデンサレンズ５２Ｂによって構成される。コンデンサレンズ５１Ｂ及びコンデンサレンズ５２Ｂは、光源ユニット１０Ｂから出射された青成分光を集光する。
【００４５】
液晶パネル６０は、赤、緑及び青の色毎に設けられている。すなわち、液晶パネル６０は、液晶パネル６０Ｒと、液晶パネル６０Ｇと、液晶パネル６０Ｂとを含む。
【００４６】
液晶パネル６０Ｒは、赤出力信号Ｒｏｕｔに基づいて、光源ユニット１０Ｒから出射された赤成分光を変調する光変調素子である。
【００４７】
液晶パネル６０Ｇは、緑出力信号Ｇｏｕｔに基づいて、光源ユニット１０Ｇから出射された緑成分光を変調する光変調素子である。
【００４８】
液晶パネル６０Ｂは、青出力信号Ｂｏｕｔに基づいて、光源ユニット１０Ｂから出射された青成分光を変調する光変調素子である。
【００４９】
なお、赤出力信号Ｒｏｕｔ、緑出力信号Ｇｏｕｔ及び青出力信号Ｂｏｕｔは、映像出力信号を構成する。映像出力信号は、１フレームを構成する複数の画素毎の信号である。従って、液晶パネル６０Ｒ、液晶パネル６０Ｇ及び液晶パネル６０Ｂは、それぞれ、複数の画素毎に色成分光を変調する。
【００５０】
クロスダイクロイックミラー７０は、各液晶パネル６０から出射された色成分光を合成する。クロスダイクロイックミラー７０は、合成光を投写光学系８０側に出射する。
【００５１】
投写光学系８０は、クロスダイクロイックミラー７０から出射された合成光をスクリーン（不図示）などに投写する。
【００５２】
（制御ユニットの構成）
以下において、第１実施形態に係る制御ユニットについて、図面を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。制御ユニット２００は、投写型映像表示装置１００に設けられており、投写型映像表示装置１００を制御する。
【００５３】
図２に示すように、制御ユニット２００は、映像信号受付部２１０と、バックライト前処理部２２０と、光源制御部２３０と、素子制御部２４０とを有する。
【００５４】
映像信号受付部２１０は、ＤＶＤやＴＶチューナなどの外部装置（不図示）から映像入力信号を受付ける。映像入力信号は、赤入力信号Ｒｉｎ、緑入力信号Ｇｉｎ及び青入力信号Ｂｉｎを含む。映像入力信号は、１フレームを構成する複数の画素毎に入力される信号である。
【００５５】
バックライト前処理部２２０は、バックライト制御処理の前処理を行う。バックライト制御処理は、映像入力信号の信号値（例えば、明るさを示す指標）に基づいて、光源ユニット１０から出射される光量を制御する処理である。また、バックライト制御処理は、光源ユニット１０から出射される光量の制御量に応じて、映像入力信号を映像出力信号に変換する処理である。ここで、バックライト制御処理は、赤、緑及び青の色毎に行われることに留意すべきである。
【００５６】
第１実施形態では、バックライト制御処理が色毎に行われるため、明るさを示す指標として、赤入力信号Ｒｉｎ、緑入力信号Ｇｉｎ又は青入力信号Ｂｉｎを用いる。
【００５７】
具体的には、バックライト前処理部２２０は、映像入力信号に基づいて、目標光量ＬＴ及び目標ゲインＧＴを算出する。目標光量ＬＴは、光源ユニット１０から出射される光量の制御に用いられる。目標ゲインＧＴは、映像入力信号を映像出力信号に変換する制御に用いられる。
【００５８】
第１実施形態では、目標光量ＬＴとしては、フレームを構成する複数の画素毎の映像入力信号の代表値と信号上限値との比率と考えてもよい。また、目標ゲインＧＴは、目標光量ＬＴと同様に、フレームを構成する複数の画素毎の映像入力信号の代表値と信号上限値との比率と考えてもよい。なお、映像入力信号の代表値としては、フレームを構成する複数の画素毎の映像入力信号の最大値、フレームを構成する複数の画素毎の映像入力信号の平均値が用いられる。
【００５９】
上述したように、バックライト制御処理が、赤、緑及び青の色毎に行われるため、目標光量ＬＴ及び目標ゲインＧＴは、赤、緑及び青の色毎に算出されることに留意すべきである。
【００６０】
ここで、バックライト前処理部２２０は、映像入力信号の信号値に基づいて、時定数τを算出する。時定数τは、フレーム間において複数の光源ユニット１０から出射される光量の変化量の上限値を定める値である。具体的には、バックライト前処理部２２０は、映像入力信号の信号値に基づいて彩度（例えば、彩度の平均値）を算出して、彩度が低いほど、時定数τとして大きな値を設定する。
【００６１】
第１実施形態では、バックライト前処理部２２０は、映像入力信号の信号値に基づいて明度を算出し、明度によって彩度を重み付けした重付彩度の平均値（以下、加重平均彩度）が低いほど、時定数τとして大きな値を設定する。例えば、図３に示すように、時定数τとしては、加重平均彩度が低いほど、大きな値が設定される。なお、時定数τの値は、最小値（≧０）から最大値（≦１）の範囲である。
【００６２】
なお、加重平均彩度ＷＳａｖｅは、例えば、以下の式に従って算出される。以下の式に示すように、加重平均彩度ＷＳａｖｅを用いることによって、彩度を用いるケースよりも計算量が軽減される。
【数１】
【００６３】
バックライト前処理部２２０は、光源制御部２３０に目標光量ＬＴ及び時定数τを出力する。また、バックライト前処理部２２０は、素子制御部２４０に目標ゲインＧＴを出力する。
【００６４】
光源制御部２３０は、目標光量ＬＴ及び時定数τに基づいて、光源ユニット１０から出射される光量を、赤、緑及び青の色毎に制御する。具体的には、光源制御部２３０は、各光源ユニット１０から出射される光量が目標光量ＬＴ及び時定数τによって算出された光量となるように各光源ユニット１０を制御する。
【００６５】
光源制御部２３０は、赤用に算出された目標光量ＬＴＲ及び時定数τに基づいて、光源ユニット１０Ｒから出射される光量の減少量を算出する。ここでは、減少量は、光源ユニット１０Ｒから出射される赤成分光の上限光量からの減少量である。
【００６６】
なお、光源制御部２３０は、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒから出射される光量が目標光量ＬＴＲ及び時定数τによって算出された光量となるように、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒから出射される光量を一律に減少してもよい。また、光源制御部２３０は、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒから出射される光量が目標光量ＬＴＲ及び時定数τによって算出された光量となるように、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒのうち、発光効率が悪い固体光源から出射される光量を優先的に減少してもよい。
【００６７】
同様に、光源制御部２３０は、緑用に算出された目標光量ＬＴＧ及び時定数τに基づいて、光源ユニット１０Ｇから出射される光量の減少量を算出する。ここでは、減少量は、光源ユニット１０Ｇから出射される緑成分光の上限光量からの減少量である。
【００６８】
なお、光源制御部２３０は、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇから出射される光量が目標光量ＬＴＧ及び時定数τによって算出された光量となるように、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇから出射される光量を一律に減少してもよい。また、光源制御部２３０は、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇから出射される光量が目標光量ＬＴＧ及び時定数τによって算出された光量となるように、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇのうち、発光効率が悪い固体光源から出射される光量を優先的に減少してもよい。
【００６９】
光源制御部２３０は、青用に算出された目標光量ＬＴＢ及び時定数τに基づいて、光源ユニット１０Ｂから出射される光量の減少量を算出する。ここでは、減少量は、光源ユニット１０Ｂから出射される青成分光の上限光量からの減少量である。
【００７０】
なお、光源制御部２３０は、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂから出射される光量が目標光量ＬＴＢ及び時定数τによって算出された光量となるように、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂから出射される光量を一律に減少してもよい。また、光源制御部２３０は、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂから出射される光量が目標光量ＬＴＢ及び時定数τによって算出された光量となるように、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂのうち、発光効率が悪い固体光源から出射される光量を優先的に減少してもよい。
【００７１】
素子制御部２４０は、複数の画素毎の映像入力信号の信号値を、赤、緑及び青の色毎に制御する。具体的には、素子制御部２４０は、複数の画素毎の映像入力信号を複数の画素毎の映像出力信号に変換する。すなわち、素子制御部２４０は、赤入力信号Ｒｉｎを赤出力信号Ｒｏｕｔに変換する。同様に、素子制御部２４０は、緑入力信号Ｇｉｎを緑出力信号Ｇｏｕｔに変換し、青入力信号Ｂｉｎを青出力信号Ｂｏｕｔに変換する。
【００７２】
素子制御部２４０は、赤用に算出された目標ゲインＧＴＲに基づいて、赤出力信号Ｒｏｕｔが赤入力信号Ｒｉｎよりも大きくなるように、赤入力信号Ｒｉｎを赤出力信号Ｒｏｕｔに変換する。
【００７３】
同様に、素子制御部２４０は、緑用に算出された目標ゲインＧＴＧに基づいて、緑出力信号Ｇｏｕｔが緑入力信号Ｇｉｎよりも大きくなるように、緑入力信号Ｇｉｎを緑出力信号Ｇｏｕｔに変換する。
【００７４】
素子制御部２４０は、青用に算出された目標ゲインＧＴＢに基づいて、青出力信号Ｂｏｕｔが青入力信号Ｂｉｎよりも大きくなるように、青入力信号Ｂｉｎを青出力信号Ｂｏｕｔに変換する。
【００７５】
（光源制御処理）
以下において、第１実施形態に係るバックライト制御処理の光源制御処理について、図面を参照しながら説明する。図４は、第１実施形態に係る光源制御処理を示す図である。詳細には、図４は、複数の画素毎の映像入力信号の信号値のヒストグラムを示す図である。
【００７６】
なお、図４では、信号最大値ＬＳＭＡＸは、複数の画素毎の映像入力信号の最大値である。信号上限値ＬＳＬＩＭは、映像入力信号の上限値である。目標信号値ＬＳＴは、映像入力信号に基づいて算出された目標光量ＬＴに相当する信号値である。
【００７７】
図４に示すように、信号最大値ＬＳＭＡＸが信号上限値ＬＳＬＩＭよりも小さいケースでは、固体光源から出射される光量を減少することができる。上述したように、光源制御部２３０は、固体光源から出射される光量が目標光量ＬＴ及び時定数τに基づいて算出された光量となるように、各固体光源を制御する。
【００７８】
なお、図４に示すヒストグラムは、赤、緑及び青の色毎に生成される。また、光源制御処理は、赤、緑及び青の色毎に行われる。
【００７９】
（信号制御処理）
以下において、第１実施形態に係るバックライト制御処理の信号制御処理について、図面を参照しながら説明する。図５は、第１実施形態に係る信号御処理を示す図である。詳細には、図５は、映像入力信号を映像出力信号に変換するための変換特性を示す図である。
【００８０】
なお、図５では、ゲイン最大値ＧＭＡＸは、複数の画素毎の映像入力信号の最大値である。ゲイン上限値ＧＬＩＭは、複数の画素毎の映像入力信号の上限値である。目標ゲインＧＴは、目標光量ＬＴ（又は、目標信号値ＬＳＴ）に基づいて算出される値である。例えば、目標ゲインＧＴ／ゲイン上限値ＧＬＩＭは、目標信号値ＬＳＴ／信号上限値ＬＳＬＩＭと同じである。
【００８１】
図５に示すように、バックライト制御処理が行われない場合には、映像入力信号（Ｓｉｎ）と映像出力信号（Ｓｏｕｔ）との変換率が１対１であることを前提とする。
【００８２】
このような関係を前提として、バックライト制御処理が行われる場合には、映像入力信号（Ｓｉｎ）と映像出力信号（Ｓｏｕｔ）との変換率は、以下の式によって表される。
【数２】
【００８３】
（投写型映像表示装置の動作）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図６は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示すフロー図である。詳細には、図６は、ｎ＋１番目のフレームに係る出射光量の決定方法について示す図である。
【００８４】
図６では、ＬＴ（ｎ）は、ｎ番目のフレームの目標光量ＬＴである。ＬＣ（ｎ）は、ｎ番目のフレームの出射光量である。ＬＣ（ｎ＋１）は、ｎ＋１番目のフレームの出射光量である。
【００８５】
図６に示すように、ステップ１０において、制御ユニット２００は、目標光量ＬＴ（ｎ）と出射光量ＬＣ（ｎ）との差分をΔＬとしてセットする。
【００８６】
ステップ１１において、制御ユニット２００は、ΔＬが所定値以下であるか否かを判定する。制御ユニット２００は、ΔＬが所定値以下である場合には、ステップ１２の処理に移る。一方で、制御ユニット２００は、ΔＬが所定値よりも大きい場合には、ステップ１３の処理に移る。
【００８７】
ステップ１２において、制御ユニット２００は、ΔＬの符号が所定回数同じであるか否かを判定する。すなわち、制御ユニット２００は、所定数のフレームにおいて、目標光量ＬＴが連続して増加（又は、減少）しているかを判定する。制御ユニット２００は、ΔＬの符号が所定回数同じである場合には、ステップ１３の処理に移る。一方で、制御ユニット２００は、ΔＬの符号が所定回数同じでない場合には、ステップ１５の処理に移る。
【００８８】
ステップ１３において、制御ユニット２００は、映像入力信号に基づいて算出された彩度（第１実施形態では、加重平均彩度）に基づいて、時定数τを設定する。映像入力信号としては、例えば、ｎ番目のフレームを構成する複数の画素毎の映像入力信号が用いられる。
【００８９】
ステップ１４において、制御ユニット２００は、ΔＬに時定数τを乗算した値を出射光量ＬＣ（ｎ）に加算する。制御ユニット２００は、演算結果を出射光量ＬＣ（ｎ＋１）としてセットする。
【００９０】
ステップ１５において、制御ユニット２００は、出射光量ＬＣ（ｎ）を出射光量ＬＣ（ｎ＋１）としてセットする。
【００９１】
（作用及び効果）
第１実施形態では、出射光量の制御において、光量変化量の上限値を定める時定数τが用いられる。従って、“ちらつき”が抑制される。また、映像入力信号に基づいて算出された彩度が低いほど、時定数τとして大きな値が設定される。従って、各光源ユニット１０から出射される光量のずれが抑制され、“色ずれ”が抑制される。
【００９２】
第１実施形態では、加重平均彩度が低いほど、時定数τとして大きな値が設定される。加重平均彩度が低い映像では、無彩色で明るい画素が多い。従って、このような映像では、時定数τとして大きな値を設定して、“色ずれ”を抑制する。
【００９３】
［比較結果］
以下において、実施例と比較例との比較結果について、図面を参照しながら説明する。図７は、実施例と比較例との比較結果を示す図である。図７では、比較例１、比較例２及び実施例に係る出射光量の変化が示されている。
【００９４】
比較例１では、時定数τを用いずに、目標光量ＬＴに基づいて出射光量が制御される。比較例２では、時定数τ及び目標光量ＬＴに基づいて出射光量が制御され、時定数τが定数（小さな値）である。実施例では、時定数τ及び目標光量ＬＴに基づいて出射光量が制御され、彩度が低いほど、時定数τとして大きな値が設定される。
【００９５】
比較例１では、時定数τが用いられない。すなわち、目標光量ＬＴと同期して出射光量が変化するため、出射光量の変動が激しく、“ちらつき”が生じる。
【００９６】
比較例２では、時定数τが用いられるため、“ちらつき”が生じない。一方で、時定数τが定数（小さな値）であるため、目標光量ＬＴに対する出射光量の追従性が悪く、“色ずれ”が生じる。
【００９７】
これらに対して、実施例では、彩度（第１実施形態では、加重平均彩度）が高いほど、時定数τとして大きな値が設定される。従って、“ちらつき”の抑制及び“色ずれ”の抑制が両立される。特に、“色ずれ”が目立つ映像において、目標光量ＬＴに対する出射光量の追従性が良く、“色ずれ”が抑制される。
【００９８】
［変更例１］
以下において、第１実施形態の変更例１について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態との相違点について主として説明する。
【００９９】
第１実施形態では、時定数τは、加重平均彩度に基づいて設定される。これに対して、変更例１では、時定数τは、フレーム間差分に基づいて設定される。
【０１００】
具体的には、図８に示すように、フレーム間差分が大きいほど、時定数τとして大きな値が設定される。なお、フレーム間差分は、以下の式に従って算出される。
【数３】
【０１０１】
ここで、加重平均彩度に基づいて設定された時定数をτ１とし、フレーム間差分に基づいて設定された時定数をτ２とした場合に、時定数τとしては、τ１又はτ２を選択的に用いてもよい。又は、時定数τとしては、τ１とτ２とを乗算した結果を用いてもよい。
【０１０２】
（作用及び効果）
変更例１では、フレーム間差分が大きいほど、時定数τとして大きな値が設定される。すなわち、フレーム間差分が大きいシーンチェンジなどにおいて、時定数τとして大きな値が設定される。従って、“ちらつき”が生じにくい場合に、時定数τとして大きな値を用いて、目標光量ＬＴに対する出射光量の追従性が高まる。
【０１０３】
［変更例２］
以下において、第１実施形態の変更例２について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態との相違点について主として説明する。
【０１０４】
第１実施形態では、目標ゲインＧＴ／ゲイン上限値ＧＬＩＭは、目標信号値ＬＳＴ（目標光量ＬＴ）／信号上限値ＬＳＬＩＭと同じである。これに対して、変更例２では、目標ゲインＧＴ／ゲイン上限値ＧＬＩＭが目標信号値ＬＳＴ（目標光量ＬＴ）／信号上限値ＬＳＬＩＭと異なるように、目標ゲインＧＴを設定する。
【０１０５】
ここでは、目標信号値ＬＳＴ及び目標ゲインＧＴは、ゲイン上限値ＧＬＩＭ（＝１）及び信号上限値ＬＳＬＩＭ（＝１）で正規化されているものとする。
【０１０６】
図９に示すように、目標ゲインＧＴが目標信号値ＬＳＴ（目標光量ＬＴ）と同じであるケースでは、低輝度領域については、投写型映像表示装置１００から最終的に出力される光量の傾きが、映像入力信号に対応する光量（以下、オリジナル光量）の傾きと略等しい。すなわち、映像入力信号に対応する階調（以下、オリジナル階調）が保たれている。一方で、高輝度領域については、投写型映像表示装置１００から最終的に出力される光量の傾きがオリジナル光量の傾きよりも小さい。すなわち、高輝度の画素では、“階調つぶれ”が生じている。
【０１０７】
図１０に示すように、目標ゲインＧＴが目標信号値ＬＳＴ（目標光量ＬＴ）よりも高いケースでは、図９に示すケースと比べて、オリジナル階調が保たれている輝度領域が存在していない。しかしながら、図９に示すケースと比べて、高輝度領域において、“階調つぶれ”が抑制される。
【０１０８】
上述したバックライト前処理部２２０は、映像入力信号の信号値の分布に基づいて、目標ゲインＧＴを算出する。例えば、バックライト前処理部２２０は、映像入力信号に基づいて算出される輝度の分散値が大きい場合には、目標ゲインＧＴを目標信号値ＬＳＴ（目標光量ＬＴ）よりも大きくする。また、バックライト前処理部２２０は、映像入力信号に基づいて算出される輝度が低輝度領域に偏っている場合には、目標ゲインＧＴを目標信号値ＬＳＴ（目標光量ＬＴ）に近づける。
【０１０９】
（作用及び効果）
変更例２では、目標ゲインＧＴ及び目標信号値ＬＳＴ（目標光量ＬＴ）を個別に制御することによって、バックライト制御処理に伴う“階調つぶれ”を抑制することができる。
【０１１０】
例えば、映像入力信号に基づいて算出される輝度の分散値が大きい場合には、目標ゲインＧＴを目標信号値ＬＳＴ（目標光量ＬＴ）よりも大きくすることによって、高輝度領域における“階調つぶれ”を抑制することができる。
【０１１１】
一方で、映像入力信号に基づいて算出される輝度が低輝度領域に偏っている場合には、目標ゲインＧＴを目標信号値ＬＳＴ（目標光量ＬＴ）に近づけることによって、低輝度領域において、オリジナル階調を維持することができる。
【０１１２】
［変更例３］
以下において、第１実施形態の変更例３について説明する。以下においては、第１実施形態との相違点について主として説明する。
【０１１３】
第１実施形態では、時定数τは、加重平均彩度に基づいて設定される。これに対して、変更例３では、時定数τとして固定値が予め定められている。
【０１１４】
具体的には、上述したバックライト前処理部２２０は、映像入力信号の信号値に基づいて算出された彩度が所定彩度よりも高い場合に、時定数τとして固定値を設定する。一方で、バックライト前処理部２２０は、映像入力信号の信号値に基づいて算出された彩度が所定彩度よりも低い場合に、時定数τとして固定値よりも大きな値を設定する。
【０１１５】
（作用及び効果）
変更例３では、目標光量ＬＴの算出において、目標光量ＬＴの上限値を定める時定数τが用いられる。従って、“ちらつき”が抑制される。また、映像入力信号に基づいて算出された彩度が所定閾値よりも低い場合に、時定数τとして固定値よりも大きな値が設定される。従って、各光源ユニット１０から出射される光量のずれが抑制され、“色ずれ”が抑制される。
【０１１６】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【０１１７】
例えば、光変調素子の一例として、透過型の液晶パネル６０について説明したが、光変調素子は、これに限定されるものではない。光変調素子は、反射型の液晶パネルやＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る時定数τを示す図である。
【図４】第１実施形態に係る光源制御処理を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る信号制御処理を示す図である。
【図６】第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示すフロー図である。
【図７】比較例と実施例との比較結果を示す図である。
【図８】変更例１に係る時定数τを示す図である。
【図９】変更例２に係る目標ゲインＧＴの制御について説明するための図である。
【図１０】変更例２に係る目標ゲインＧＴの制御について説明するための図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０・・・光源ユニット、１１・・・固体光源、２０・・・温度調節ユニット、２１・・・温度調節部、３０・・・シリンドリカルレンズ、４０・・・フライアイレンズユニット、５０・・・コンデンサレンズ群、６０・・・液晶パネル、７０・・・クロスダイクロイックミラー、８０・・・投写光学系、１００・・・投写型映像表示装置、２００・・・制御ユニット、２１０・・・映像信号受付部、２２０・・・バックライト前処理部、２３０・・・光源制御部、２４０・・・素子制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレームを構成する複数の画素毎の映像入力信号に基づいて、固体光源から出射された光を変調する光変調素子を備えた映像表示装置及び投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像の輝度の変化が激しくても、映像がちらつかないようにするために、光源から出射される光量を減少する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
具体的には、第１に、映像入力信号に基づいて映像の輝度が算出され、第２に、算出された輝度に基づいて、時定数制御によって輝度順応適応値が算出される。第３に、輝度順応適応値が所定閾値を下回った場合に、光源から出射される光量が所定光量に減少される。
【０００４】
このように、時定数制御によって算出された輝度順応適応値を用いることによって、光源から出射される光量の変化によって生じる“ちらつき”が抑制される。
【特許文献１】特開２００４−２６４６６８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、時定数制御処理を用いて光源から出射される光量を光源毎に変化させると、光源から出射される光量が不足するケースが考えられる。このような光量不足によって、“色ずれ”が生じてしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、“ちらつき”の抑制及び“色ずれ”の抑制を両立することを可能とする映像表示装置及び投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の特徴に係る映像表示装置は、複数色の固体光源（光源ユニット１０）と、フレームを構成する複数の画素毎に設けられる複数色の映像入力信号に基づいて、前記複数色の固体光源から出射された光を変調する光変調素子（液晶パネル６０）とを備える。映像表示装置は、前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する光源制御部（光源制御部２３０）と、前記複数色の映像入力信号の信号値を個別に制御する素子制御部（素子制御部２４０）と、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて、前記複数色の固体光源毎に目標光量を算出するバックライト前処理部（バックライト前処理部２２０）とを備える。前記光源制御部は、前記複数色の固体光源毎に算出された前記目標光量及び時定数に基づいて、前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する。前記時定数は、フレーム間において前記複数色の固体光源から出射される光量の変化量の上限値を定める値である。前記バックライト前処理部は、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて彩度を算出して、前記彩度が低いほど、前記時定数として大きな値を設定する。
【０００８】
第１の特徴において、前記バックライト前処理部は、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて明度を算出し、前記明度によって前記彩度を重み付けした重付彩度が低いほど、前記時定数として大きな値を設定する。
【０００９】
第１の特徴において、前記バックライト前処理部は、フレーム間において前記複数色の映像入力信号の信号値の差分であるフレーム間差分を算出し、前記フレーム間差分に基づいて前記時定数を算出する。
【００１０】
第１の特徴において、前記バックライト前処理部は、前記複数色の映像入力信号の信号値の分布に基づいて、前記複数色の映像入力信号毎に目標信号ゲインを算出する。前記素子制御部は、前記目標信号ゲインに基づいて、前記複数色の映像入力信号を個別に制御する。
【００１１】
第２の特徴に係る映像表示装置は、複数色の固体光源と、フレームを構成する複数の画素毎に設けられる複数色の映像入力信号に基づいて、前記複数色の固体光源から出射された光を変調する光変調素子とを備える。映像表示装置は、前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する光源制御部と、前記複数色の映像入力信号の信号値を個別に制御する素子制御部と、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて、前記複数色の固体光源毎に目標光量を算出するバックライト前処理部とを備える。前記光源制御部は、前記複数色の固体光源毎に算出された前記目標光量及び時定数に基づいて、前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する。前記時定数は、フレーム間において前記複数色の固体光源から出射される光量の変化量の上限値を定める値である。前記バックライト前処理部は、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて彩度を算出して、前記彩度が所定彩度よりも高い場合に、前記時定数として予め定められた固定値を設定し、前記彩度が所定彩度よりも低い場合に、前記時定数として前記固定値よりも大きな値を設定する。
【００１２】
第３の特徴に係る投写型映像表示装置は、複数色の固体光源（光源ユニット１０）と、フレームを構成する複数の画素毎に設けられる複数色の映像入力信号に基づいて、前記複数色の固体光源から出射された光を変調する光変調素子（液晶パネル６０）と、前記光変調素子から出射された光を投射する投写光学系（投写光学系８０）とを備える。投写型映像表示装置は、前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する光源制御部と、前記複数色の映像入力信号の信号値を個別に制御する素子制御部と、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて、前記複数色の固体光源毎に目標光量を算出するバックライト前処理部とを備える。前記光源制御部は、前記複数色の固体光源毎に算出された前記目標光量及び時定数に基づいて、前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する。前記時定数は、フレーム間において前記複数色の固体光源から出射される光量の変化量の上限値を定める値である。前記バックライト前処理部は、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて彩度を算出して、前記彩度が低いほど、前記時定数として大きな値を設定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、“ちらつき”の抑制及び“色ずれ”の抑制を両立することを可能とする映像表示装置及び投写型映像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下において、本発明の実施形態に係る映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
【００１５】
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１６】
［実施形態の概要］
実施形態に係る映像表示装置は、複数色の固体光源と、フレームを構成する複数の画素毎に設けられる複数色の映像入力信号に基づいて、複数色の固体光源から出射された光を変調する光変調素子とを備える。映像表示装置は、複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する光源制御部と、複数色の映像入力信号の信号値を個別に制御する素子制御部と、複数色の映像入力信号の信号値に基づいて、複数色の固体光源毎に目標光量を算出するバックライト前処理部とを備える。
【００１７】
光源制御部は、複数色の固体光源毎に算出された目標光量及び時定数に基づいて、複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する。時定数は、フレーム間において複数色の固体光源から出射される光量の変化量の上限値を定める値である。
【００１８】
第１例としては、バックライト前処理部は、複数色の映像入力信号の信号値に基づいて彩度を算出して、彩度が低いほど、時定数として大きな値を設定する。
【００１９】
このように、複数色の固体光源から出射される光量の制御において、光量変化量の上限値を定める時定数が用いられる。従って、“ちらつき”が抑制される。また、彩度が低いほど、時定数として大きな値が設定される。従って、各固体光源から出射される光量のずれが抑制され、“色ずれ”が抑制される。
【００２０】
第２例としては、バックライト前処理部は、複数色の映像入力信号の信号値に基づいて彩度を算出して、彩度が所定閾値よりも高い場合に、時定数として予め定められた固定値を設定し、彩度が所定閾値よりも低い場合に、時定数として固定値よりも大きな値を設定する。
【００２１】
このように、複数色の固体光源から出射される光量の制御において、光量変化量の上限値を定める時定数が用いられる。従って、“ちらつき”が抑制される。また、彩度が所定閾値よりも低い場合に、時定数として固定値よりも大きな値を設定する。従って、各固体光源から出射される光量のずれが抑制され、“色ずれ”が抑制される。
【００２２】
以下においては、映像表示装置として、投写型映像表示装置を例示する。しかしながら、映像表示装置が投写型映像表示装置に限定されないことは勿論である。具体的には、映像表示装置は、液晶テレビなどのように、他の表示装置であってもよい。
【００２３】
［第１実施形態］
（投写型映像表示装置の構成）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【００２４】
図１に示すように、投写型映像表示装置１００は、光源ユニット１０と、温度調節ユニット２０と、シリンドリカルレンズ３０と、フライアイレンズユニット４０と、コンデンサレンズ群５０と、液晶パネル６０と、クロスダイクロイックミラー７０と、投写光学系８０とを有する。
【００２５】
光源ユニット１０は、赤、緑及び青の色毎に設けられている。すなわち、光源ユニット１０は、光源ユニット１０Ｒと、光源ユニット１０Ｇと、光源ユニット１０Ｂとを含む。各光源ユニット１０は、複数の固体光源１１を有する。固体光源１１は、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｔｈ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）である。
【００２６】
光源ユニット１０Ｒは、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒによって構成される。
【００２７】
光源ユニット１０Ｇは、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇによって構成される。光源ユニット１０Ｂは、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂによって構成される。
【００２８】
なお、各光源ユニット１０に設けられた固体光源１１の数は限定されるものではない。各光源ユニット１０に設けられた固体光源１１は単数であってもよい。
【００２９】
温度調節ユニット２０は、赤、緑及び青の色毎に設けられている。すなわち、温度調節ユニット２０は、温度調節ユニット２０Ｒと、温度調節ユニット２０Ｇと、温度調節ユニット２０Ｂとを含む。各温度調節ユニット２０は、複数の温度調節部２１を有する。温度調節部２１は、例えば、ペルチェ素子や送風ファンなどの冷却部である。また、温度調節部２１は、ヒータなどの加熱部であってもよい。
【００３０】
温度調節ユニット２０Ｒは、温度調節部２１−１Ｒ〜温度調節部２１−４Ｒによって構成される。温度調節部２１−１Ｒ〜温度調節部２１−４Ｒは、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒのそれぞれに応じて設けられる。温度調節部２１−１Ｒ〜温度調節部２１−４Ｒは、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒのそれぞれの温度を調節する。
【００３１】
温度調節ユニット２０Ｇは、温度調節部２１−１Ｇ〜温度調節部２１−４Ｇによって構成される。温度調節部２１−１Ｇ〜温度調節部２１−４Ｇは、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇのそれぞれに応じて設けられる。温度調節部２１−１Ｇ〜温度調節部２１−４Ｇは、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇのそれぞれの温度を調節する。
【００３２】
温度調節ユニット２０Ｂは、温度調節部２１−１Ｂ〜温度調節部２１−４Ｂによって構成される。温度調節部２１−１Ｂ〜温度調節部２１−４Ｂは、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂのそれぞれに応じて設けられる。温度調節部２１−１Ｂ〜温度調節部２１−４Ｂは、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂのそれぞれの温度を調節する。
【００３３】
シリンドリカルレンズ３０は、赤、緑及び青の色毎に設けられている。すなわち、シリンドリカルレンズ３０は、シリンドリカルレンズ３０Ｒと、シリンドリカルレンズ３０Ｇと、シリンドリカルレンズ３０Ｂとを含む。
【００３４】
シリンドリカルレンズ３０Ｒは、光源ユニット１０Ｒから出射された赤成分光の偏光状態を揃える。また、シリンドリカルレンズ３０Ｒは、直線状の赤成分光を形成する。
【００３５】
シリンドリカルレンズ３０Ｇは、光源ユニット１０Ｇから出射された緑成分光の偏光状態を揃える。シリンドリカルレンズ３０Ｇは、直線状の緑成分光を形成する。
【００３６】
シリンドリカルレンズ３０Ｂは、光源ユニット１０Ｂから出射された青成分光の偏光状態を揃える。シリンドリカルレンズ３０Ｂは、直線状の青成分光を形成する。
【００３７】
フライアイレンズユニット４０は、赤、緑及び青の色毎に設けられている。すなわち、シリンドリカルレンズ３０は、フライアイレンズユニット４０Ｒと、フライアイレンズユニット４０Ｇと、フライアイレンズユニット４０Ｂとを含む。
【００３８】
フライアイレンズユニット４０Ｒは、フライアイレンズ４１Ｒ及びフライアイレンズ４２Ｒによって構成される。フライアイレンズ４１Ｒ及びフライアイレンズ４２Ｒは、それぞれ、複数の微少レンズによって構成される。各微少レンズは、光源ユニット１０Ｒから出射された赤成分光が液晶パネル６０Ｒの全面に照射されるように、光源ユニット１０Ｒから出射された赤成分光を集光する。
【００３９】
フライアイレンズユニット４０Ｇは、フライアイレンズ４１Ｇ及びフライアイレンズ４２Ｇによって構成される。フライアイレンズ４１Ｇ及びフライアイレンズ４２Ｇは、それぞれ、複数の微少レンズによって構成される。各微少レンズは、光源ユニット１０Ｇから出射された緑成分光が液晶パネル６０Ｇの全面に照射されるように、光源ユニット１０Ｇから出射された緑成分光を集光する。
【００４０】
フライアイレンズユニット４０Ｂは、フライアイレンズ４１Ｂ及びフライアイレンズ４２Ｂによって構成される。フライアイレンズ４１Ｂ及びフライアイレンズ４２Ｂは、それぞれ、複数の微少レンズによって構成される。各微少レンズは、光源ユニット１０Ｂから出射された青成分光が液晶パネル６０Ｂの全面に照射されるように、光源ユニット１０Ｂから出射された青成分光を集光する。
【００４１】
コンデンサレンズ群５０は、赤、緑及び青の色毎に設けられている。すなわち、コンデンサレンズ群５０は、コンデンサレンズ群５０Ｒと、コンデンサレンズ群５０Ｇと、コンデンサレンズ群５０Ｂとを含む。
【００４２】
コンデンサレンズ群５０Ｒは、コンデンサレンズ５１Ｒ及びコンデンサレンズ５２Ｒによって構成される。コンデンサレンズ５１Ｒ及びコンデンサレンズ５２Ｒは、光源ユニット１０Ｒから出射された赤成分光を集光する。
【００４３】
コンデンサレンズ群５０Ｇは、コンデンサレンズ５１Ｇ及びコンデンサレンズ５２Ｇによって構成される。コンデンサレンズ５１Ｇ及びコンデンサレンズ５２Ｇは、光源ユニット１０Ｇから出射された緑成分光を集光する。
【００４４】
コンデンサレンズ群５０Ｂは、コンデンサレンズ５１Ｂ及びコンデンサレンズ５２Ｂによって構成される。コンデンサレンズ５１Ｂ及びコンデンサレンズ５２Ｂは、光源ユニット１０Ｂから出射された青成分光を集光する。
【００４５】
液晶パネル６０は、赤、緑及び青の色毎に設けられている。すなわち、液晶パネル６０は、液晶パネル６０Ｒと、液晶パネル６０Ｇと、液晶パネル６０Ｂとを含む。
【００４６】
液晶パネル６０Ｒは、赤出力信号Ｒｏｕｔに基づいて、光源ユニット１０Ｒから出射された赤成分光を変調する光変調素子である。
【００４７】
液晶パネル６０Ｇは、緑出力信号Ｇｏｕｔに基づいて、光源ユニット１０Ｇから出射された緑成分光を変調する光変調素子である。
【００４８】
液晶パネル６０Ｂは、青出力信号Ｂｏｕｔに基づいて、光源ユニット１０Ｂから出射された青成分光を変調する光変調素子である。
【００４９】
なお、赤出力信号Ｒｏｕｔ、緑出力信号Ｇｏｕｔ及び青出力信号Ｂｏｕｔは、映像出力信号を構成する。映像出力信号は、１フレームを構成する複数の画素毎の信号である。従って、液晶パネル６０Ｒ、液晶パネル６０Ｇ及び液晶パネル６０Ｂは、それぞれ、複数の画素毎に色成分光を変調する。
【００５０】
クロスダイクロイックミラー７０は、各液晶パネル６０から出射された色成分光を合成する。クロスダイクロイックミラー７０は、合成光を投写光学系８０側に出射する。
【００５１】
投写光学系８０は、クロスダイクロイックミラー７０から出射された合成光をスクリーン（不図示）などに投写する。
【００５２】
（制御ユニットの構成）
以下において、第１実施形態に係る制御ユニットについて、図面を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。制御ユニット２００は、投写型映像表示装置１００に設けられており、投写型映像表示装置１００を制御する。
【００５３】
図２に示すように、制御ユニット２００は、映像信号受付部２１０と、バックライト前処理部２２０と、光源制御部２３０と、素子制御部２４０とを有する。
【００５４】
映像信号受付部２１０は、ＤＶＤやＴＶチューナなどの外部装置（不図示）から映像入力信号を受付ける。映像入力信号は、赤入力信号Ｒｉｎ、緑入力信号Ｇｉｎ及び青入力信号Ｂｉｎを含む。映像入力信号は、１フレームを構成する複数の画素毎に入力される信号である。
【００５５】
バックライト前処理部２２０は、バックライト制御処理の前処理を行う。バックライト制御処理は、映像入力信号の信号値（例えば、明るさを示す指標）に基づいて、光源ユニット１０から出射される光量を制御する処理である。また、バックライト制御処理は、光源ユニット１０から出射される光量の制御量に応じて、映像入力信号を映像出力信号に変換する処理である。ここで、バックライト制御処理は、赤、緑及び青の色毎に行われることに留意すべきである。
【００５６】
第１実施形態では、バックライト制御処理が色毎に行われるため、明るさを示す指標として、赤入力信号Ｒｉｎ、緑入力信号Ｇｉｎ又は青入力信号Ｂｉｎを用いる。
【００５７】
具体的には、バックライト前処理部２２０は、映像入力信号に基づいて、目標光量ＬＴ及び目標ゲインＧＴを算出する。目標光量ＬＴは、光源ユニット１０から出射される光量の制御に用いられる。目標ゲインＧＴは、映像入力信号を映像出力信号に変換する制御に用いられる。
【００５８】
第１実施形態では、目標光量ＬＴとしては、フレームを構成する複数の画素毎の映像入力信号の代表値と信号上限値との比率と考えてもよい。また、目標ゲインＧＴは、目標光量ＬＴと同様に、フレームを構成する複数の画素毎の映像入力信号の代表値と信号上限値との比率と考えてもよい。なお、映像入力信号の代表値としては、フレームを構成する複数の画素毎の映像入力信号の最大値、フレームを構成する複数の画素毎の映像入力信号の平均値が用いられる。
【００５９】
上述したように、バックライト制御処理が、赤、緑及び青の色毎に行われるため、目標光量ＬＴ及び目標ゲインＧＴは、赤、緑及び青の色毎に算出されることに留意すべきである。
【００６０】
ここで、バックライト前処理部２２０は、映像入力信号の信号値に基づいて、時定数τを算出する。時定数τは、フレーム間において複数の光源ユニット１０から出射される光量の変化量の上限値を定める値である。具体的には、バックライト前処理部２２０は、映像入力信号の信号値に基づいて彩度（例えば、彩度の平均値）を算出して、彩度が低いほど、時定数τとして大きな値を設定する。
【００６１】
第１実施形態では、バックライト前処理部２２０は、映像入力信号の信号値に基づいて明度を算出し、明度によって彩度を重み付けした重付彩度の平均値（以下、加重平均彩度）が低いほど、時定数τとして大きな値を設定する。例えば、図３に示すように、時定数τとしては、加重平均彩度が低いほど、大きな値が設定される。なお、時定数τの値は、最小値（≧０）から最大値（≦１）の範囲である。
【００６２】
なお、加重平均彩度ＷＳａｖｅは、例えば、以下の式に従って算出される。以下の式に示すように、加重平均彩度ＷＳａｖｅを用いることによって、彩度を用いるケースよりも計算量が軽減される。
【数１】
【００６３】
バックライト前処理部２２０は、光源制御部２３０に目標光量ＬＴ及び時定数τを出力する。また、バックライト前処理部２２０は、素子制御部２４０に目標ゲインＧＴを出力する。
【００６４】
光源制御部２３０は、目標光量ＬＴ及び時定数τに基づいて、光源ユニット１０から出射される光量を、赤、緑及び青の色毎に制御する。具体的には、光源制御部２３０は、各光源ユニット１０から出射される光量が目標光量ＬＴ及び時定数τによって算出された光量となるように各光源ユニット１０を制御する。
【００６５】
光源制御部２３０は、赤用に算出された目標光量ＬＴＲ及び時定数τに基づいて、光源ユニット１０Ｒから出射される光量の減少量を算出する。ここでは、減少量は、光源ユニット１０Ｒから出射される赤成分光の上限光量からの減少量である。
【００６６】
なお、光源制御部２３０は、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒから出射される光量が目標光量ＬＴＲ及び時定数τによって算出された光量となるように、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒから出射される光量を一律に減少してもよい。また、光源制御部２３０は、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒから出射される光量が目標光量ＬＴＲ及び時定数τによって算出された光量となるように、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒのうち、発光効率が悪い固体光源から出射される光量を優先的に減少してもよい。
【００６７】
同様に、光源制御部２３０は、緑用に算出された目標光量ＬＴＧ及び時定数τに基づいて、光源ユニット１０Ｇから出射される光量の減少量を算出する。ここでは、減少量は、光源ユニット１０Ｇから出射される緑成分光の上限光量からの減少量である。
【００６８】
なお、光源制御部２３０は、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇから出射される光量が目標光量ＬＴＧ及び時定数τによって算出された光量となるように、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇから出射される光量を一律に減少してもよい。また、光源制御部２３０は、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇから出射される光量が目標光量ＬＴＧ及び時定数τによって算出された光量となるように、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇのうち、発光効率が悪い固体光源から出射される光量を優先的に減少してもよい。
【００６９】
光源制御部２３０は、青用に算出された目標光量ＬＴＢ及び時定数τに基づいて、光源ユニット１０Ｂから出射される光量の減少量を算出する。ここでは、減少量は、光源ユニット１０Ｂから出射される青成分光の上限光量からの減少量である。
【００７０】
なお、光源制御部２３０は、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂから出射される光量が目標光量ＬＴＢ及び時定数τによって算出された光量となるように、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂから出射される光量を一律に減少してもよい。また、光源制御部２３０は、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂから出射される光量が目標光量ＬＴＢ及び時定数τによって算出された光量となるように、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂのうち、発光効率が悪い固体光源から出射される光量を優先的に減少してもよい。
【００７１】
素子制御部２４０は、複数の画素毎の映像入力信号の信号値を、赤、緑及び青の色毎に制御する。具体的には、素子制御部２４０は、複数の画素毎の映像入力信号を複数の画素毎の映像出力信号に変換する。すなわち、素子制御部２４０は、赤入力信号Ｒｉｎを赤出力信号Ｒｏｕｔに変換する。同様に、素子制御部２４０は、緑入力信号Ｇｉｎを緑出力信号Ｇｏｕｔに変換し、青入力信号Ｂｉｎを青出力信号Ｂｏｕｔに変換する。
【００７２】
素子制御部２４０は、赤用に算出された目標ゲインＧＴＲに基づいて、赤出力信号Ｒｏｕｔが赤入力信号Ｒｉｎよりも大きくなるように、赤入力信号Ｒｉｎを赤出力信号Ｒｏｕｔに変換する。
【００７３】
同様に、素子制御部２４０は、緑用に算出された目標ゲインＧＴＧに基づいて、緑出力信号Ｇｏｕｔが緑入力信号Ｇｉｎよりも大きくなるように、緑入力信号Ｇｉｎを緑出力信号Ｇｏｕｔに変換する。
【００７４】
素子制御部２４０は、青用に算出された目標ゲインＧＴＢに基づいて、青出力信号Ｂｏｕｔが青入力信号Ｂｉｎよりも大きくなるように、青入力信号Ｂｉｎを青出力信号Ｂｏｕｔに変換する。
【００７５】
（光源制御処理）
以下において、第１実施形態に係るバックライト制御処理の光源制御処理について、図面を参照しながら説明する。図４は、第１実施形態に係る光源制御処理を示す図である。詳細には、図４は、複数の画素毎の映像入力信号の信号値のヒストグラムを示す図である。
【００７６】
なお、図４では、信号最大値ＬＳＭＡＸは、複数の画素毎の映像入力信号の最大値である。信号上限値ＬＳＬＩＭは、映像入力信号の上限値である。目標信号値ＬＳＴは、映像入力信号に基づいて算出された目標光量ＬＴに相当する信号値である。
【００７７】
図４に示すように、信号最大値ＬＳＭＡＸが信号上限値ＬＳＬＩＭよりも小さいケースでは、固体光源から出射される光量を減少することができる。上述したように、光源制御部２３０は、固体光源から出射される光量が目標光量ＬＴ及び時定数τに基づいて算出された光量となるように、各固体光源を制御する。
【００７８】
なお、図４に示すヒストグラムは、赤、緑及び青の色毎に生成される。また、光源制御処理は、赤、緑及び青の色毎に行われる。
【００７９】
（信号制御処理）
以下において、第１実施形態に係るバックライト制御処理の信号制御処理について、図面を参照しながら説明する。図５は、第１実施形態に係る信号御処理を示す図である。詳細には、図５は、映像入力信号を映像出力信号に変換するための変換特性を示す図である。
【００８０】
なお、図５では、ゲイン最大値ＧＭＡＸは、複数の画素毎の映像入力信号の最大値である。ゲイン上限値ＧＬＩＭは、複数の画素毎の映像入力信号の上限値である。目標ゲインＧＴは、目標光量ＬＴ（又は、目標信号値ＬＳＴ）に基づいて算出される値である。例えば、目標ゲインＧＴ／ゲイン上限値ＧＬＩＭは、目標信号値ＬＳＴ／信号上限値ＬＳＬＩＭと同じである。
【００８１】
図５に示すように、バックライト制御処理が行われない場合には、映像入力信号（Ｓｉｎ）と映像出力信号（Ｓｏｕｔ）との変換率が１対１であることを前提とする。
【００８２】
このような関係を前提として、バックライト制御処理が行われる場合には、映像入力信号（Ｓｉｎ）と映像出力信号（Ｓｏｕｔ）との変換率は、以下の式によって表される。
【数２】
【００８３】
（投写型映像表示装置の動作）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図６は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示すフロー図である。詳細には、図６は、ｎ＋１番目のフレームに係る出射光量の決定方法について示す図である。
【００８４】
図６では、ＬＴ（ｎ）は、ｎ番目のフレームの目標光量ＬＴである。ＬＣ（ｎ）は、ｎ番目のフレームの出射光量である。ＬＣ（ｎ＋１）は、ｎ＋１番目のフレームの出射光量である。
【００８５】
図６に示すように、ステップ１０において、制御ユニット２００は、目標光量ＬＴ（ｎ）と出射光量ＬＣ（ｎ）との差分をΔＬとしてセットする。
【００８６】
ステップ１１において、制御ユニット２００は、ΔＬが所定値以下であるか否かを判定する。制御ユニット２００は、ΔＬが所定値以下である場合には、ステップ１２の処理に移る。一方で、制御ユニット２００は、ΔＬが所定値よりも大きい場合には、ステップ１３の処理に移る。
【００８７】
ステップ１２において、制御ユニット２００は、ΔＬの符号が所定回数同じであるか否かを判定する。すなわち、制御ユニット２００は、所定数のフレームにおいて、目標光量ＬＴが連続して増加（又は、減少）しているかを判定する。制御ユニット２００は、ΔＬの符号が所定回数同じである場合には、ステップ１３の処理に移る。一方で、制御ユニット２００は、ΔＬの符号が所定回数同じでない場合には、ステップ１５の処理に移る。
【００８８】
ステップ１３において、制御ユニット２００は、映像入力信号に基づいて算出された彩度（第１実施形態では、加重平均彩度）に基づいて、時定数τを設定する。映像入力信号としては、例えば、ｎ番目のフレームを構成する複数の画素毎の映像入力信号が用いられる。
【００８９】
ステップ１４において、制御ユニット２００は、ΔＬに時定数τを乗算した値を出射光量ＬＣ（ｎ）に加算する。制御ユニット２００は、演算結果を出射光量ＬＣ（ｎ＋１）としてセットする。
【００９０】
ステップ１５において、制御ユニット２００は、出射光量ＬＣ（ｎ）を出射光量ＬＣ（ｎ＋１）としてセットする。
【００９１】
（作用及び効果）
第１実施形態では、出射光量の制御において、光量変化量の上限値を定める時定数τが用いられる。従って、“ちらつき”が抑制される。また、映像入力信号に基づいて算出された彩度が低いほど、時定数τとして大きな値が設定される。従って、各光源ユニット１０から出射される光量のずれが抑制され、“色ずれ”が抑制される。
【００９２】
第１実施形態では、加重平均彩度が低いほど、時定数τとして大きな値が設定される。加重平均彩度が低い映像では、無彩色で明るい画素が多い。従って、このような映像では、時定数τとして大きな値を設定して、“色ずれ”を抑制する。
【００９３】
［比較結果］
以下において、実施例と比較例との比較結果について、図面を参照しながら説明する。図７は、実施例と比較例との比較結果を示す図である。図７では、比較例１、比較例２及び実施例に係る出射光量の変化が示されている。
【００９４】
比較例１では、時定数τを用いずに、目標光量ＬＴに基づいて出射光量が制御される。比較例２では、時定数τ及び目標光量ＬＴに基づいて出射光量が制御され、時定数τが定数（小さな値）である。実施例では、時定数τ及び目標光量ＬＴに基づいて出射光量が制御され、彩度が低いほど、時定数τとして大きな値が設定される。
【００９５】
比較例１では、時定数τが用いられない。すなわち、目標光量ＬＴと同期して出射光量が変化するため、出射光量の変動が激しく、“ちらつき”が生じる。
【００９６】
比較例２では、時定数τが用いられるため、“ちらつき”が生じない。一方で、時定数τが定数（小さな値）であるため、目標光量ＬＴに対する出射光量の追従性が悪く、“色ずれ”が生じる。
【００９７】
これらに対して、実施例では、彩度（第１実施形態では、加重平均彩度）が高いほど、時定数τとして大きな値が設定される。従って、“ちらつき”の抑制及び“色ずれ”の抑制が両立される。特に、“色ずれ”が目立つ映像において、目標光量ＬＴに対する出射光量の追従性が良く、“色ずれ”が抑制される。
【００９８】
［変更例１］
以下において、第１実施形態の変更例１について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態との相違点について主として説明する。
【００９９】
第１実施形態では、時定数τは、加重平均彩度に基づいて設定される。これに対して、変更例１では、時定数τは、フレーム間差分に基づいて設定される。
【０１００】
具体的には、図８に示すように、フレーム間差分が大きいほど、時定数τとして大きな値が設定される。なお、フレーム間差分は、以下の式に従って算出される。
【数３】
【０１０１】
ここで、加重平均彩度に基づいて設定された時定数をτ１とし、フレーム間差分に基づいて設定された時定数をτ２とした場合に、時定数τとしては、τ１又はτ２を選択的に用いてもよい。又は、時定数τとしては、τ１とτ２とを乗算した結果を用いてもよい。
【０１０２】
（作用及び効果）
変更例１では、フレーム間差分が大きいほど、時定数τとして大きな値が設定される。すなわち、フレーム間差分が大きいシーンチェンジなどにおいて、時定数τとして大きな値が設定される。従って、“ちらつき”が生じにくい場合に、時定数τとして大きな値を用いて、目標光量ＬＴに対する出射光量の追従性が高まる。
【０１０３】
［変更例２］
以下において、第１実施形態の変更例２について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態との相違点について主として説明する。
【０１０４】
第１実施形態では、目標ゲインＧＴ／ゲイン上限値ＧＬＩＭは、目標信号値ＬＳＴ（目標光量ＬＴ）／信号上限値ＬＳＬＩＭと同じである。これに対して、変更例２では、目標ゲインＧＴ／ゲイン上限値ＧＬＩＭが目標信号値ＬＳＴ（目標光量ＬＴ）／信号上限値ＬＳＬＩＭと異なるように、目標ゲインＧＴを設定する。
【０１０５】
ここでは、目標信号値ＬＳＴ及び目標ゲインＧＴは、ゲイン上限値ＧＬＩＭ（＝１）及び信号上限値ＬＳＬＩＭ（＝１）で正規化されているものとする。
【０１０６】
図９に示すように、目標ゲインＧＴが目標信号値ＬＳＴ（目標光量ＬＴ）と同じであるケースでは、低輝度領域については、投写型映像表示装置１００から最終的に出力される光量の傾きが、映像入力信号に対応する光量（以下、オリジナル光量）の傾きと略等しい。すなわち、映像入力信号に対応する階調（以下、オリジナル階調）が保たれている。一方で、高輝度領域については、投写型映像表示装置１００から最終的に出力される光量の傾きがオリジナル光量の傾きよりも小さい。すなわち、高輝度の画素では、“階調つぶれ”が生じている。
【０１０７】
図１０に示すように、目標ゲインＧＴが目標信号値ＬＳＴ（目標光量ＬＴ）よりも高いケースでは、図９に示すケースと比べて、オリジナル階調が保たれている輝度領域が存在していない。しかしながら、図９に示すケースと比べて、高輝度領域において、“階調つぶれ”が抑制される。
【０１０８】
上述したバックライト前処理部２２０は、映像入力信号の信号値の分布に基づいて、目標ゲインＧＴを算出する。例えば、バックライト前処理部２２０は、映像入力信号に基づいて算出される輝度の分散値が大きい場合には、目標ゲインＧＴを目標信号値ＬＳＴ（目標光量ＬＴ）よりも大きくする。また、バックライト前処理部２２０は、映像入力信号に基づいて算出される輝度が低輝度領域に偏っている場合には、目標ゲインＧＴを目標信号値ＬＳＴ（目標光量ＬＴ）に近づける。
【０１０９】
（作用及び効果）
変更例２では、目標ゲインＧＴ及び目標信号値ＬＳＴ（目標光量ＬＴ）を個別に制御することによって、バックライト制御処理に伴う“階調つぶれ”を抑制することができる。
【０１１０】
例えば、映像入力信号に基づいて算出される輝度の分散値が大きい場合には、目標ゲインＧＴを目標信号値ＬＳＴ（目標光量ＬＴ）よりも大きくすることによって、高輝度領域における“階調つぶれ”を抑制することができる。
【０１１１】
一方で、映像入力信号に基づいて算出される輝度が低輝度領域に偏っている場合には、目標ゲインＧＴを目標信号値ＬＳＴ（目標光量ＬＴ）に近づけることによって、低輝度領域において、オリジナル階調を維持することができる。
【０１１２】
［変更例３］
以下において、第１実施形態の変更例３について説明する。以下においては、第１実施形態との相違点について主として説明する。
【０１１３】
第１実施形態では、時定数τは、加重平均彩度に基づいて設定される。これに対して、変更例３では、時定数τとして固定値が予め定められている。
【０１１４】
具体的には、上述したバックライト前処理部２２０は、映像入力信号の信号値に基づいて算出された彩度が所定彩度よりも高い場合に、時定数τとして固定値を設定する。一方で、バックライト前処理部２２０は、映像入力信号の信号値に基づいて算出された彩度が所定彩度よりも低い場合に、時定数τとして固定値よりも大きな値を設定する。
【０１１５】
（作用及び効果）
変更例３では、目標光量ＬＴの算出において、目標光量ＬＴの上限値を定める時定数τが用いられる。従って、“ちらつき”が抑制される。また、映像入力信号に基づいて算出された彩度が所定閾値よりも低い場合に、時定数τとして固定値よりも大きな値が設定される。従って、各光源ユニット１０から出射される光量のずれが抑制され、“色ずれ”が抑制される。
【０１１６】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【０１１７】
例えば、光変調素子の一例として、透過型の液晶パネル６０について説明したが、光変調素子は、これに限定されるものではない。光変調素子は、反射型の液晶パネルやＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る時定数τを示す図である。
【図４】第１実施形態に係る光源制御処理を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る信号制御処理を示す図である。
【図６】第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示すフロー図である。
【図７】比較例と実施例との比較結果を示す図である。
【図８】変更例１に係る時定数τを示す図である。
【図９】変更例２に係る目標ゲインＧＴの制御について説明するための図である。
【図１０】変更例２に係る目標ゲインＧＴの制御について説明するための図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０・・・光源ユニット、１１・・・固体光源、２０・・・温度調節ユニット、２１・・・温度調節部、３０・・・シリンドリカルレンズ、４０・・・フライアイレンズユニット、５０・・・コンデンサレンズ群、６０・・・液晶パネル、７０・・・クロスダイクロイックミラー、８０・・・投写光学系、１００・・・投写型映像表示装置、２００・・・制御ユニット、２１０・・・映像信号受付部、２２０・・・バックライト前処理部、２３０・・・光源制御部、２４０・・・素子制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数色の固体光源と、フレームを構成する複数の画素毎に設けられる複数色の映像入力信号に基づいて、前記複数色の固体光源から出射された光を変調する光変調素子とを備えた映像表示装置であって、
前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する光源制御部と、
前記複数色の映像入力信号の信号値を個別に制御する素子制御部と、
前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて、前記複数色の固体光源毎に目標光量を算出するバックライト前処理部とを備え、
前記光源制御部は、前記複数色の固体光源毎に算出された前記目標光量及び時定数に基づいて、前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御し、
前記時定数は、フレーム間において前記複数色の固体光源から出射される光量の変化量の上限値を定める値であり、
前記バックライト前処理部は、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて彩度を算出して、前記彩度が低いほど、前記時定数として大きな値を設定することを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
前記バックライト前処理部は、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて明度を算出し、前記明度によって前記彩度を重み付けした重付彩度が低いほど、前記時定数として大きな値を設定することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項３】
前記バックライト前処理部は、フレーム間において前記複数色の映像入力信号の信号値の差分であるフレーム間差分を算出し、前記フレーム間差分に基づいて前記時定数を算出することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項４】
前記バックライト前処理部は、前記複数色の映像入力信号の信号値の分布に基づいて、前記複数色の映像入力信号毎に目標ゲインを算出し、
前記素子制御部は、前記目標ゲインに基づいて、前記複数色の映像入力信号を個別に制御することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項５】
複数色の固体光源と、フレームを構成する複数の画素毎に設けられる複数色の映像入力信号に基づいて、前記複数色の固体光源から出射された光を変調する光変調素子とを備えた映像表示装置であって、
前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する光源制御部と、
前記複数色の映像入力信号の信号値を個別に制御する素子制御部と、
前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて、前記複数色の固体光源毎に目標光量を算出するバックライト前処理部とを備え、
前記光源制御部は、前記複数色の固体光源毎に算出された前記目標光量及び時定数に基づいて、前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御し、
前記時定数は、フレーム間において前記複数色の固体光源から出射される光量の変化量の上限値を定める値であり、
前記バックライト前処理部は、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて彩度を算出して、前記彩度が所定彩度よりも高い場合に、前記時定数として予め定められた固定値を設定し、前記彩度が所定彩度よりも低い場合に、前記時定数として前記固定値よりも大きな値を設定することを特徴とする映像表示装置。
【請求項６】
複数色の固体光源と、フレームを構成する複数の画素毎に設けられる複数色の映像入力信号に基づいて、前記複数色の固体光源から出射された光を変調する光変調素子と、前記光変調素子から出射された光を投射する投写光学系とを備えた投写型映像表示装置であって、
前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する光源制御部と、
前記複数色の映像入力信号の信号値を個別に制御する素子制御部と、
前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて、前記複数色の固体光源毎に目標光量を算出するバックライト前処理部とを備え、
前記光源制御部は、前記複数色の固体光源毎に算出された前記目標光量及び時定数に基づいて、前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御し、
前記時定数は、フレーム間において前記複数色の固体光源から出射される光量の変化量の上限値を定める値であり、
前記バックライト前処理部は、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて彩度を算出して、前記彩度が低いほど、前記時定数として大きな値を設定することを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項１】
複数色の固体光源と、フレームを構成する複数の画素毎に設けられる複数色の映像入力信号に基づいて、前記複数色の固体光源から出射された光を変調する光変調素子とを備えた映像表示装置であって、
前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する光源制御部と、
前記複数色の映像入力信号の信号値を個別に制御する素子制御部と、
前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて、前記複数色の固体光源毎に目標光量を算出するバックライト前処理部とを備え、
前記光源制御部は、前記複数色の固体光源毎に算出された前記目標光量及び時定数に基づいて、前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御し、
前記時定数は、フレーム間において前記複数色の固体光源から出射される光量の変化量の上限値を定める値であり、
前記バックライト前処理部は、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて彩度を算出して、前記彩度が低いほど、前記時定数として大きな値を設定することを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
前記バックライト前処理部は、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて明度を算出し、前記明度によって前記彩度を重み付けした重付彩度が低いほど、前記時定数として大きな値を設定することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項３】
前記バックライト前処理部は、フレーム間において前記複数色の映像入力信号の信号値の差分であるフレーム間差分を算出し、前記フレーム間差分に基づいて前記時定数を算出することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項４】
前記バックライト前処理部は、前記複数色の映像入力信号の信号値の分布に基づいて、前記複数色の映像入力信号毎に目標ゲインを算出し、
前記素子制御部は、前記目標ゲインに基づいて、前記複数色の映像入力信号を個別に制御することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項５】
複数色の固体光源と、フレームを構成する複数の画素毎に設けられる複数色の映像入力信号に基づいて、前記複数色の固体光源から出射された光を変調する光変調素子とを備えた映像表示装置であって、
前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する光源制御部と、
前記複数色の映像入力信号の信号値を個別に制御する素子制御部と、
前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて、前記複数色の固体光源毎に目標光量を算出するバックライト前処理部とを備え、
前記光源制御部は、前記複数色の固体光源毎に算出された前記目標光量及び時定数に基づいて、前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御し、
前記時定数は、フレーム間において前記複数色の固体光源から出射される光量の変化量の上限値を定める値であり、
前記バックライト前処理部は、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて彩度を算出して、前記彩度が所定彩度よりも高い場合に、前記時定数として予め定められた固定値を設定し、前記彩度が所定彩度よりも低い場合に、前記時定数として前記固定値よりも大きな値を設定することを特徴とする映像表示装置。
【請求項６】
複数色の固体光源と、フレームを構成する複数の画素毎に設けられる複数色の映像入力信号に基づいて、前記複数色の固体光源から出射された光を変調する光変調素子と、前記光変調素子から出射された光を投射する投写光学系とを備えた投写型映像表示装置であって、
前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御する光源制御部と、
前記複数色の映像入力信号の信号値を個別に制御する素子制御部と、
前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて、前記複数色の固体光源毎に目標光量を算出するバックライト前処理部とを備え、
前記光源制御部は、前記複数色の固体光源毎に算出された前記目標光量及び時定数に基づいて、前記複数色の固体光源から出射される光量を個別に制御し、
前記時定数は、フレーム間において前記複数色の固体光源から出射される光量の変化量の上限値を定める値であり、
前記バックライト前処理部は、前記複数色の映像入力信号の信号値に基づいて彩度を算出して、前記彩度が低いほど、前記時定数として大きな値を設定することを特徴とする投写型映像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１５６８３４（Ｐ２０１０−１５６８３４Ａ）
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３４９９９（Ｐ２００８−３３４９９９）
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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