映像表示装置
【課題】 映像の輝度の減少を抑制しながら、光源の寿命を適切に制御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、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、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と光源１０から実際に出射される現在光量との比較結果に応じて、光源１０から出射される光量の調整量を制御する。素子制御部２４０は、光源１０から出射される光量の調整量に応じて、映像信号を補正する。
【解決手段】 投写型映像表示装置１００は、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、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と光源１０から実際に出射される現在光量との比較結果に応じて、光源１０から出射される光量の調整量を制御する。素子制御部２４０は、光源１０から出射される光量の調整量に応じて、映像信号を補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源と、光源から出射された光を変調する光変調素子とを有する映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源と、光源から出射された光を変調する光変調素子と、光変調素子によって変調された光を投写面上に投写する投写ユニットとを有する投写型映像表示装置が知られている。
【０００３】
ところで、光源の使用環境に応じて、光源の寿命が変化する。これに対して、光源の寿命を予測することによって、光源の寿命が所定寿命に達するように、光源から出射される基準光量を減少する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３７２７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した技術では、光源の使用環境によっては、光源の寿命が延びることも考えられるにもかかわらず、光源から出射される基準光量の減少のみが考慮されている。言い換えると、上述した技術では、映像の輝度の向上については考慮されていない。
【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、映像の輝度の減少を抑制しながら、光源の寿命を適切に制御することを可能とする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、光源（光源１０）と、前記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４０）とを備える。映像表示装置は、前記光源から出射される光量を制御する光源制御部（光源制御部２３０）と、フレームを構成する複数の画素毎の映像信号に基づいて、前記光変調素子を制御する素子制御部（素子制御部２４０）と、前記光源の累積点灯時間と前記光源から出射される予想基準光量との対応関係に応じて、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量を取得する取得部（取得部２２０）とを備える。前記光源制御部は、前記現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と前記光源から実際に出射される現在光量との比較結果に応じて、前記光源から出射される光量の調整量を制御する。前記素子制御部は、前記光源から出射される光量の調整量に応じて、前記映像信号を補正する。
【０００８】
第１の特徴において、前記光源制御部は、前記現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも前記現在光量が小さい場合に、前記光源から出射される光量を減少する。前記光源制御部は、前記現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも前記現在光量が大きい場合に、前記光源から出射される光量を増大する。
【０００９】
第１の特徴において、前記光源制御部は、前記映像信号の分布に応じて前記光源から出射される光量を減少する光量・信号調整処理において、前記光源から出射される光量の調整量を制御する。
【００１０】
第１の特徴において、前記光源制御部は、複数の動作モードの中から選択された動作モードに応じて、前記光源から出射される光量の調整量を制御する。
【００１１】
第１の特徴において、映像表示装置は、前記光源を冷却する冷却ユニット（冷却ユニット５００）と、前記冷却ユニットを制御する冷却力制御部（冷却力制御部２６０）とをさらに備える。前記冷却力制御部は、前記光源から出射される光量の調整量に応じて、前記冷却ユニットが前記光源を冷却する冷却力を制御する。
【００１２】
第１の特徴において、映像表示装置は、前記光変調素子によって変調された光を投写面上に投写する投写ユニットをさらに有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、映像の輝度の減少を抑制しながら、光源の寿命を適切に制御することを可能とする映像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】図３は、第１実施形態に係る取得タイミングを説明するための図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る取得タイミングを説明するための図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る光量調整を説明するための図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る信号変換を説明するための図である。
【図７】図７は、変更例１に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。
【図８】図８は、変更例１に係る目標輝度の設定を説明するための図である。
【図９】図９は、変更例１に係る信号変換を説明するための図である。
【図１０】図１０は、変更例２に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
［実施形態の概要］
実施形態に係る映像表示装置は、光源と、前記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、前記光源から出射される光量を制御する光源制御部と、フレームを構成する複数の画素毎の映像信号に基づいて、前記光変調素子を制御する素子制御部と、前記光源の累積点灯時間と前記光源から出射される予想基準光量との対応関係に応じて、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量を取得する取得部とを備える。前記光源制御部は、前記現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と前記光源から実際に出射される現在光量との比較結果に応じて、前記光源から出射される光量の調整量を制御する。前記素子制御部は、前記光源から出射される光量の調整量に応じて、前記映像信号を補正する。
【００１８】
実施形態では、光源制御部は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と光源から実際に出射される現在光量との比較結果に応じて、光源から出射される光量の調整量を制御する。
【００１９】
例えば、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が小さいケース、すなわち、光源の劣化が予想水準よりも進んでいるケースにおいて、光源から出射される光量を減少することによって、光源の劣化を抑制して、光源の長寿を延長する。一方で、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が大きいケース、すなわち、光源の劣化が予想水準よりも進んでいないケースにおいて、光源から出射される光量を増大することによって、光源の長寿を犠牲にしてでも、映像の高輝度化を図る。
【００２０】
これによって、映像の輝度の減少を抑制しながら、光源の寿命を適切に制御することができる。
【００２１】
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。
【００２２】
［第１実施形態］
（投写型映像表示装置）
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の構成を示す図である。
【００２３】
第１に、投写型映像表示装置１００は、図１に示すように、光源１０と、フライアイレンズユニット２０と、ＰＢＳアレイ３０と、複数の液晶パネル４０（液晶パネル４０Ｒ、液晶パネル４０Ｇ及び液晶パネル４０Ｂ）と、クロスダイクロイックプリズム５０と、投写ユニット６０とを有する。
【００２４】
光源１０は、白色光を発する光源（例えば、ＵＨＰランプやキセノンランプ）などである。すなわち、光源１０が発する白色光は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを含む。
【００２５】
フライアイレンズユニット２０は、光源１０が発する光を均一化する。具体的には、フライアイレンズユニット２０は、１対のフライアイレンズによって構成される。１対のフライアイレンズは、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１０が発する光が液晶パネル４０の全面に照射されるように、光源１０が発する光を集光する。
【００２６】
ＰＢＳアレイ３０は、フライアイレンズユニット２０から出射された光の偏光状態を揃える。例えば、ＰＢＳアレイ３０は、フライアイレンズユニット２０から出射された光をＳ偏光（又はＰ偏光）に揃える。
【００２７】
液晶パネル４０Ｒは、赤出力信号Ｒｏｕｔに基づいて赤成分光Ｒを変調する。液晶パネル４０Ｒに光が入射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板４２Ｒが設けられている。液晶パネル４０Ｒから光が出射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板４３Ｒが設けられている。
【００２８】
液晶パネル４０Ｇは、緑出力信号Ｇｏｕｔに基づいて緑成分光Ｇを変調する。液晶パネル４０Ｇに光が入射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板４２Ｇが設けられる。一方で、液晶パネル４０Ｇから光が出射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板４３Ｇが設けられる。
【００２９】
液晶パネル４０Ｂは、青出力信号Ｂｏｕｔに基づいて青成分光Ｂを変調する。液晶パネル４０Ｂに光が入射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板４２Ｂが設けられる。一方で、液晶パネル４０Ｂから光が出射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板４３Ｂが設けられる。
【００３０】
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。
【００３１】
ここで、各液晶パネル４０には、コントラスト比や透過率を向上させる補償板（不図示）が設けられていてもよい。また、各偏光板は、偏光板に入射する光の光量や熱負担を軽減させるプリ偏光板を有していてもよい。
【００３２】
クロスダイクロイックプリズム５０は、液晶パネル４０Ｒ、液晶パネル４０Ｇ及び液晶パネル４０Ｂから出射される光を合成する色合成部を構成する。クロスダイクロイックプリズム５０から出射された合成光は、投写ユニット６０に導かれる。
【００３３】
投写ユニット６０は、クロスダイクロイックプリズム５０から出射された映像光を投写面（不図示）上などに投写する。
【００３４】
第２に、投写型映像表示装置１００は、図１に示すように、レンズ群（レンズ１１１〜レンズ１１４）及びミラー群（ミラー１２１〜ミラー１２５）を有する。
【００３５】
レンズ１１１は、ＰＢＳアレイ３０から出射された光を集光するコンデンサレンズである。レンズ８２は、ミラー１２３で反射された光を集光するコンデンサレンズである。
【００３６】
レンズ１１２Ｒは、液晶パネル４０Ｒに赤成分光Ｒが照射されるように、赤成分光Ｒを略平行光化する。レンズ１１２Ｇは、液晶パネル４０Ｇに緑成分光Ｇが照射されるように、緑成分光Ｇを略平行光化する。レンズ１１２Ｂは、液晶パネル４０Ｂに青成分光Ｂが照射されるように、青成分光Ｂを略平行光化する。
【００３７】
レンズ１１３及びレンズ１１４は、青成分光Ｂの拡大を抑制しながら、液晶パネル４０Ｂ上に青成分光Ｂを略結像するリレーレンズである。
【００３８】
ミラー１２１は、赤成分光Ｒを透過して、青成分光Ｂ及び緑成分光Ｇを反射するダイクロイックミラーである。ミラー１２２は、青成分光Ｂを透過して、緑成分光Ｇを反射するダイクロイックミラーである。ミラー１２１及びミラー１２２は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを分離する色分離部を構成する。
【００３９】
ミラー１２３及びミラー１２４は、青成分光Ｂを反射して、青成分光Ｂを液晶パネル４０Ｂ側に導く。ミラー１２５は、赤成分光Ｒを反射して、赤成分光Ｒを液晶パネル４０Ｒ側に導く。
【００４０】
（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。
【００４１】
なお、制御ユニット２００は、映像入力信号を映像出力信号に変換する。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によって構成される。映像出力信号は、赤出力信号Ｒｏｕｔ、緑出力信号Ｇｏｕｔ及び青出力信号Ｂｏｕｔによって構成される。映像入力信号及び映像出力信号は、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。
【００４２】
図２に示すように、制御ユニット２００は、記憶部２１０と、取得部２２０と、光源制御部２３０と、素子制御部２４０とを有する。
【００４３】
記憶部２１０は、光源１０の累積点灯時間と光源１０から出射される予想基準光量との対応関係を記憶する。
【００４４】
例えば、累積点灯時間と予想基準光量との対応関係は、工場出荷時に記憶部２１０に記憶される。或いは、累積点灯時間と予想基準光量との対応関係は、投写型映像表示装置１００の設置後において、投写型映像表示装置１００の設置環境に応じて記憶部２１０に記憶されてもよい。
【００４５】
取得部２２０は、様々な装置に接続されており、各種情報を取得するインタフェースである。
【００４６】
第１に、取得部２２０は、映像入力信号を外部装置３００から取得する。外部装置３００は、例えば、ＤＶＤプレーヤ、ＴＶチューナ、パーソナルコンピュータなどである。
【００４７】
第２に、取得部２２０は、累積点灯時間と予想基準光量との対応関係を記憶部２１０から取得する。ここで、予想基準光量は、デフォルトの電流で光源１０を駆動したときに、光源１０から出射される光量の予想値である。
【００４８】
第３に、取得部２２０は、光源１０から実際に出射される現在光量を光量検出装置４００から取得する。光量検出装置４００は、光源１０から出射される光量を検出可能な位置に設置される。例えば、光量検出装置４００は、光源１０の近傍に設置されてもよく、投写ユニット６０の近傍に設置されてもよい。或いは、光量検出装置４００は、投写面を構成するスクリーンに設置されてもよい。
【００４９】
なお、記憶部２１０に記憶される予想基準光量と光量検出装置４００によって検出される現在光量とを比較できるように、液晶パネル４０によって行われる変調の影響が排除されることに留意すべきである。
【００５０】
ここで、取得部２２０が予想基準光量及び現在光量を取得するタイミングについて説明する。取得部２２０は、基本的には、図３に示すように、取得トリガーに応じて、予想基準光量及び現在光量を取得する。所定トリガーは、例えば、周期的に巡ってくるトリガーである。或いは、所定トリガーは、ユーザの指示であってもよい。
【００５１】
ところで、光源１０から出射される光量は、光源１０の点灯開始から所定期間が経過するまで安定しない。従って、光源１０の点灯開始から所定期間が経過するまでの間に所定トリガーのタイミングが存在する場合には、取得部２２０は、図４に示すように、光源１０の点灯開始から待機時間が経過してから、予想基準光量及び現在光量を取得する。待機時間は、光源１０の点灯開始から光量が安定するまでの時間である。
【００５２】
光源制御部２３０は、光源１０から出射される光量を制御する。具体的には、光源制御部２３０は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と現在光量との比較結果に応じて、光源１０から出射される光量の調整量を制御する。
【００５３】
詳細には、光源制御部２３０は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が小さい場合に、光源１０から出射される光量をデフォルト光量に対して減少する。光源制御部は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が大きい場合に、光源１０から出射される光量をデフォルト光量に対して増大する。
【００５４】
なお、デフォルト光量は、デフォルトの電流で光源１０を駆動したときに、光源１０から出射される光量である。
【００５５】
例えば、光源制御部２３０は、図５に示すように、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が小さい時間帯Ｐにおいて、光源１０から出射される光量をデフォルト光量に対して減少する。これによって、光源１０の負荷が軽減されるため、長期的には、予想基準光量に対する比較において、現在光量が相対的に増大していく。すなわち、映像の輝度が低下するが、光源１０の寿命が増大する。
【００５６】
なお、予想基準光量と現在光量との差異が大きいほど、光源１０から出射される光量の減少量が大きいことが好ましい。
【００５７】
一方で、光源制御部２３０は、図５に示すように、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が大きい時間帯Ｑにおいて、光源１０から出射される光量をデフォルト光量に対して増大する。これによって、光源１０の負荷が増大するため、長期的には、予想基準光量に対する比較において、現在光量が相対的に減少していく。すなわち、光源１０の寿命が減少するが、映像の輝度が向上する。
【００５８】
なお、予想基準光量と現在光量との差異が大きいほど、光源１０から出射される光量の増大量が大きいことが好ましい。
【００５９】
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。
【００６０】
ここで、素子制御部２４０は、光源１０から出射される光量の調整量に応じて、映像信号を補正する。すなわち、素子制御部２４０は、映像入力信号を映像出力信号に変換するための対応関係を補正する。
【００６１】
例えば、素子制御部２４０は、光源１０から出射される光量がデフォルト光量である場合には、図６に示す実線の対応関係に従って、映像入力信号を映像出力信号に変換する。
【００６２】
これに対して、素子制御部２４０は、光源１０から出射される光量の減少時には、図６に示す点線の対応関係に従って、映像入力信号を映像出力信号に変換する。すなわち、映像信号の増幅によって、映像の輝度の低下が補填される。
【００６３】
一方で、素子制御部２４０は、光源１０から出射される光量の増大時には、図６に示す一点鎖線の対応関係に従って、映像入力信号を映像出力信号に変換する。すなわち、映像信号の減衰によって、映像の輝度が維持される。
【００６４】
（調整例）
以下において、第１実施形態に係る調整例について説明する。以下においては、（１）光源１０から出射される光量の調整、（２）映像信号の補正について説明する。
【００６５】
（１）光源１０から出射される光量の調整量（Ｌａｄｊｕｓｔ）については、以下の式に基づいて算出される。ここでは、調整量（Ｌａｄｊｕｓｔ）は、デフォルト光量に対する比率（％）で表される。
【数１】
【００６６】
従って、予想基準光量が現在光量よりも大きい場合には、調整量（Ｌａｄｊｕｓｔ）は、正の値であり、デフォルト光量に対する光量の減少率を意味する。これに対して、予想基準光量が現在光量よりも小さい場合には、調整量（Ｌａｄｊｕｓｔ）は、負の値であり、デフォルト光量に対する光量の増大率を意味する。
【００６７】
（２）映像信号を補正するための補正値βは、以下の式が満たされるように算出される。
【数２】
【００６８】
従って、映像入力信号は、α、β及びＬａｄｊｕｓｔを用いて、以下の式に従って映像出力信号に変換される。
【数３】
【００６９】
（作用及び効果）
第1実施形態では、光源制御部２３０は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と光源１０から実際に出射される現在光量との比較結果に応じて、光源１０から出射される光量の調整量を制御する。
【００７０】
例えば、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が小さいケース、すなわち、光源１０の劣化が予想水準よりも進んでいるケースにおいて、光源から出射される光量を減少することによって、光源１０の劣化を抑制して、光源１０の長寿を延長する。一方で、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が大きいケース、すなわち、光源１０の劣化が予想水準よりも進んでいないケースにおいて、光源１０から出射される光量を増大することによって、光源１０の長寿を犠牲にしてでも、映像の高輝度化を図る。
【００７１】
これによって、映像の輝度の減少を抑制しながら、光源１０の寿命を適切に制御することができる。
【００７２】
［変更例１］
以下において、第１実施形態の変更例１について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点について主として説明する。
【００７３】
変更例１では、光源制御部２３０は、映像信号の分布に応じて光源１０から出射される光量を減少する光量・信号調整処理において、光源１０から出射される光量の調整量を制御する。
【００７４】
（制御ユニットの構成）
以下において、変更例１に係る制御ユニットについて説明する。図７は、変更例１に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。
【００７５】
図７に示すように、制御ユニット２００は、図２に示す構成に加えて、光量・信号調整処理部２５０を有する。
【００７６】
光量・信号調整処理部２５０は、光量・信号調整処理を行う。光量・信号調整処理は、映像入力信号の分布（ここでは、輝度の分布）に応じて光源１０から出射される光量を減少する処理である。また、光量・信号調整処理は、光源１０から出射される光量の減少量に応じて、映像信号を増大する処理である。
【００７７】
なお、映像信号の増大は、後述するように、映像入力信号を映像出力信号に変換する変換曲線の制御によって実現される。
【００７８】
光量・信号調整処理部２５０は、目標輝度ＬＴ及び最大輝度ＬＭＡＸを算出し、光源制御部２３０及び素子制御部２４０に出力する。
【００７９】
目標輝度ＬＴは、映像入力信号に基づいて算出され、光量・信号調整処理に用いられる。具体的には、複数の画素毎の映像入力信号に基づいて算出される輝度の度数を高輝度側から取得して、取得された度数が所定数に達する輝度が目標輝度ＬＴとして算出される。
【００８０】
詳細には、光量・信号調整処理部２５０は、図８に示すように、映像入力信号に基づいて、複数の画素の輝度の度数を計数し、複数の画素の輝度のヒストグラムを生成する。続いて、光量・信号調整処理部２５０は、複数の画素毎の映像入力信号に基づいて算出される輝度の度数を高輝度側から取得して、取得された度数が所定数に達する目標輝度ＬＴを算出する。換言すると、光量・信号調整処理部２５０は、面積Ｓ１と面積Ｓ２との比率が所定比率Ｘ（０≦Ｘ＜１）となる輝度を目標輝度ＬＴとして算出する。なお、面積Ｓ１と面積Ｓ２との比率Ｘは、Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２）で表される。
【００８１】
最大輝度ＬＭＡＸは、映像入力信号に基づいて算出され、光量・信号調整処理に用いられる。具体的には、最大輝度ＬＭＡＸは、映像入力信号に基づいて算出される輝度の最大輝度である。なお、上限輝度ＬＸは、映像入力信号がとり得る上限値に対応する輝度である。
【００８２】
第１実施形態において、光量・信号調整処理部２５０は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と現在光量との比較結果に応じて、目標輝度ＬＴを算出する。言い換えると、光量・信号調整処理部２５０は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と現在光量との比較結果に応じて、所定比率Ｘを調整する。
【００８３】
例えば、光量・信号調整処理部２５０は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が小さい場合に、目標デフォルト輝度に対して小さな目標輝度ＬＴを算出する。これによって、光源１０の負荷が軽減されるため、長期的には、予想基準光量に対する比較において、現在光量が相対的に増大していく。すなわち、映像の輝度が低下するが、光源１０の寿命が増大する。
【００８４】
なお、予想基準光量と現在光量との差異が大きいほど、目標デフォルト輝度に対して目標輝度ＬＴが小さいことが好ましい。
【００８５】
一方で、光量・信号調整処理部２５０は、光源制御部は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が大きい場合に、目標デフォルト輝度に対して大きな目標輝度ＬＴを算出する。これによって、光源１０の負荷が増大するため、長期的には、予想基準光量に対する比較において、現在光量が相対的に増大していく。すなわち、光源１０の寿命が減少するが、映像の輝度が向上する。
【００８６】
なお、予想基準光量と現在光量との差異が大きいほど、目標デフォルト輝度に対して目標輝度ＬＴが大きいことが好ましい。
【００８７】
第１実施形態において、目標デフォルト輝度とは、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と現在光量との差異がないときに適用される目標輝度である。
【００８８】
光源制御部２３０は、目標輝度ＬＴに基づいて、光源１０から出射されるデフォルト光量に対する減少量を算出する。例えば、光源１０から出射される光量の減少量（％）は、ＬＴ／ＬＸである。
【００８９】
素子制御部２４０は、目標輝度ＬＴ及び最大輝度ＬＭＡＸに基づいて、映像入力信号が映像出力信号よりも大きくなるように、映像入力信号を映像出力信号に変換する。具体的には、素子制御部２４０は、以下の方法によって映像信号を偏光する。
【００９０】
図９に示すように、光量・信号調整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。
【００９１】
このような関係を前提として、光量・信号調整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４】
【００９２】
変更例１では、上述したように、光源制御部２３０は、光量・信号調整処理において、光源１０から出射される光量の調整量を制御する。従って、変更例１では、第１実施形態に示すように、光源１０から出射されるデフォルト光量を調整する必要がないことに留意すべきである。
【００９３】
但し、第１実施形態及び変更例１は組み合わされてもよい。すなわち、第１実施形態のように、光源１０から出射されるデフォルト光量が調整された上で、変更例１のように、目標デフォルト輝度に対する目標輝度ＬＴの調整を行ってもよい。
【００９４】
［変更例２］
以下において、第１実施形態の変更例２について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点について主として説明する。
【００９５】
変更例２では、投写型映像表示装置１００は、光源１０を冷却する冷却ユニットを備える。投写型映像表示装置１００は、光源１０から出射される光量の調整量に応じて、冷却ユニットが光源１０を冷却する冷却力を制御する。
【００９６】
（制御ユニットの構成）
以下において、変更例２に係る制御ユニットについて説明する。図１０は、変更例２に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。
【００９７】
図１０に示すように、制御ユニット２００は、図２に示す構成に加えて、冷却力制御部２６０を有する。
【００９８】
冷却力制御部２６０は、光源１０を冷却する冷却ユニット５００の冷却力を制御する。冷却ユニット５００は、例えば、冷却ファン、ペルチェ素子、液冷ユニットなどである。
【００９９】
具体的には、冷却力制御部２６０は、光源１０から出射される光量の調整量に応じて、冷却ユニット５００が光源１０を冷却する冷却力を制御する。例えば、冷却力制御部２６０は、光源１０から出射される光量が減少する場合には、光量の減少に応じて、冷却ユニット５００の冷却力を弱める。一方で、冷却力制御部２６０は、光源１０から出射される光量が増大する場合には、光量の減少に応じて、冷却ユニット５００の冷却力を強める。
【０１００】
［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実施形態に対する相違点について主として説明する。
【０１０１】
変更例３では、投写面上に投写される映像のサイズ（ズーム率）に応じて、光源１０から出射される光量の調整量が定められる。具体的には、投写面上に投写される映像のサイズが大きいほど、すなわち、ズーム率が小さいほど、光源１０から出射される単位面積あたりの光量の調整量が小さい。一方で、投写面上に投写される映像のサイズが小さいほど、すなわち、ズーム率が大きいほど、光源１０から出射される単位面積あたりの光量の調整量が大きい。
【０１０２】
例えば、上述した所定係数αは、以下の式に基づいて算出される。ズーム率は、投写面上に投写される映像のサイズが最大であるときに”０”であり、投写面上に投写される映像のサイズが最小であるときに”１”である。
【数５】
【０１０３】
ここで、投写面上に投写される映像のサイズが小さいほど、投写面上に光が集まっているため、光源１０から出射される光量の減少に伴う輝度低下が目立たないことに留意すべきである。従って、変更例３の処理は、光源１０から出射される光量を減少するときにのみ適用することが好ましい。
【０１０４】
［変更例４］
以下において、第１実施形態の変更例４について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点について主として説明する。
【０１０５】
変更例４では、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と現在光量との比較結果に応じて、投写面上に投写される映像のサイズの上限（ズーム率）が制限される。
【０１０６】
具体的には、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が小さいケース、すなわち、光源１０の劣化が進んでいるケースにおいて、投写面上に投写される映像のサイズの上限が制限される。言い換えると、光源１０から出射される光量の減少量が大きいほど、投写面上に投写される映像のサイズの上限が小さいことが好ましい。
【０１０７】
ここで、投写面上に投写される映像のサイズが大きいほど、投写面上に光が分散するため、光源１０から出射される光量の減少に伴う輝度低下が目立つことに留意すべきである。
【０１０８】
［変更例５］
以下において、第１実施形態の変更例４について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点について主として説明する。
【０１０９】
変更例５では、投写型映像表示装置１００は、複数の動作モードを有している。動作モードは、例えば、光源１０の寿命を優先するモード及び映像の輝度を優先するモードなどである。また、動作モードは、光源１０の寿命を優先するモード及び映像の輝度を優先するモードに加えて、これらのモードの中間モードを有していてもよい。言い換えると、動作モードは、３以上のモードを含んでいてもよい。
【０１１０】
ここで、光源制御部２３０は、複数の動作モードの中から選択された動作モードに応じて、光源１０から出射される光量の調整量を制御する。
【０１１１】
具体的には、光源制御部２３０は、光源１０の寿命を優先するモードが選択されている場合に、光源１０から出射される光量の減少量を増大する。或いは、光源制御部２３０は、光源１０の寿命を優先するモードが選択されている場合に、光源１０から出射される光量の増大量を減少する。
【０１１２】
一方で、光源制御部２３０は、映像の輝度を優先するモードが選択されている場合に、光源１０から出射される光量の減少量を減少する。或いは、光源制御部２３０は、映像の輝度を優先するモードが選択されている場合に、光源１０から出射される光量の増大量を増大する。
【０１１３】
［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。
【０１１４】
実施形態では、光変調素子の一例として、透過型の液晶パネル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。
【０１１５】
実施形態では、光源の一例として、白色光を出射するＵＨＰランプについて説明したが、光源は、これに限定されるものではない。光源は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）などの固体光源であってもよい。
【０１１６】
実施形態では、光源制御部２３０は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が小さいケース及び現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が大きいケースの双方のケースにおいて、光源１０から出射される光量を調整する。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、光源制御部２３０は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が小さい場合にのみ、光源１０から出射される光量を減少してもよい。或いは、光源制御部２３０は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が大きい場合にのみ、光源１０から出射される光量を増大してもよい。
【符号の説明】
【０１１７】
１０…光源、２０…フライアイレンズユニット、３０…ＰＢＳアレイ、４０…液晶パネル、５０…クロスダイクロイックミラー、６０…投写ユニット、１００…投写型映像表示装置、２００…制御ユニット、２１０…記憶部、２２０…取得部、２３０…光源制御部、２４０…素子制御部、２５０…光量・信号調整処理部、２６０…冷却力制御部、３００…外部装置、４００…光量検出装置、５００…冷却ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源と、光源から出射された光を変調する光変調素子とを有する映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源と、光源から出射された光を変調する光変調素子と、光変調素子によって変調された光を投写面上に投写する投写ユニットとを有する投写型映像表示装置が知られている。
【０００３】
ところで、光源の使用環境に応じて、光源の寿命が変化する。これに対して、光源の寿命を予測することによって、光源の寿命が所定寿命に達するように、光源から出射される基準光量を減少する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３７２７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した技術では、光源の使用環境によっては、光源の寿命が延びることも考えられるにもかかわらず、光源から出射される基準光量の減少のみが考慮されている。言い換えると、上述した技術では、映像の輝度の向上については考慮されていない。
【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、映像の輝度の減少を抑制しながら、光源の寿命を適切に制御することを可能とする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、光源（光源１０）と、前記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４０）とを備える。映像表示装置は、前記光源から出射される光量を制御する光源制御部（光源制御部２３０）と、フレームを構成する複数の画素毎の映像信号に基づいて、前記光変調素子を制御する素子制御部（素子制御部２４０）と、前記光源の累積点灯時間と前記光源から出射される予想基準光量との対応関係に応じて、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量を取得する取得部（取得部２２０）とを備える。前記光源制御部は、前記現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と前記光源から実際に出射される現在光量との比較結果に応じて、前記光源から出射される光量の調整量を制御する。前記素子制御部は、前記光源から出射される光量の調整量に応じて、前記映像信号を補正する。
【０００８】
第１の特徴において、前記光源制御部は、前記現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも前記現在光量が小さい場合に、前記光源から出射される光量を減少する。前記光源制御部は、前記現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも前記現在光量が大きい場合に、前記光源から出射される光量を増大する。
【０００９】
第１の特徴において、前記光源制御部は、前記映像信号の分布に応じて前記光源から出射される光量を減少する光量・信号調整処理において、前記光源から出射される光量の調整量を制御する。
【００１０】
第１の特徴において、前記光源制御部は、複数の動作モードの中から選択された動作モードに応じて、前記光源から出射される光量の調整量を制御する。
【００１１】
第１の特徴において、映像表示装置は、前記光源を冷却する冷却ユニット（冷却ユニット５００）と、前記冷却ユニットを制御する冷却力制御部（冷却力制御部２６０）とをさらに備える。前記冷却力制御部は、前記光源から出射される光量の調整量に応じて、前記冷却ユニットが前記光源を冷却する冷却力を制御する。
【００１２】
第１の特徴において、映像表示装置は、前記光変調素子によって変調された光を投写面上に投写する投写ユニットをさらに有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、映像の輝度の減少を抑制しながら、光源の寿命を適切に制御することを可能とする映像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】図３は、第１実施形態に係る取得タイミングを説明するための図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る取得タイミングを説明するための図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る光量調整を説明するための図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る信号変換を説明するための図である。
【図７】図７は、変更例１に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。
【図８】図８は、変更例１に係る目標輝度の設定を説明するための図である。
【図９】図９は、変更例１に係る信号変換を説明するための図である。
【図１０】図１０は、変更例２に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
［実施形態の概要］
実施形態に係る映像表示装置は、光源と、前記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、前記光源から出射される光量を制御する光源制御部と、フレームを構成する複数の画素毎の映像信号に基づいて、前記光変調素子を制御する素子制御部と、前記光源の累積点灯時間と前記光源から出射される予想基準光量との対応関係に応じて、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量を取得する取得部とを備える。前記光源制御部は、前記現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と前記光源から実際に出射される現在光量との比較結果に応じて、前記光源から出射される光量の調整量を制御する。前記素子制御部は、前記光源から出射される光量の調整量に応じて、前記映像信号を補正する。
【００１８】
実施形態では、光源制御部は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と光源から実際に出射される現在光量との比較結果に応じて、光源から出射される光量の調整量を制御する。
【００１９】
例えば、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が小さいケース、すなわち、光源の劣化が予想水準よりも進んでいるケースにおいて、光源から出射される光量を減少することによって、光源の劣化を抑制して、光源の長寿を延長する。一方で、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が大きいケース、すなわち、光源の劣化が予想水準よりも進んでいないケースにおいて、光源から出射される光量を増大することによって、光源の長寿を犠牲にしてでも、映像の高輝度化を図る。
【００２０】
これによって、映像の輝度の減少を抑制しながら、光源の寿命を適切に制御することができる。
【００２１】
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。
【００２２】
［第１実施形態］
（投写型映像表示装置）
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の構成を示す図である。
【００２３】
第１に、投写型映像表示装置１００は、図１に示すように、光源１０と、フライアイレンズユニット２０と、ＰＢＳアレイ３０と、複数の液晶パネル４０（液晶パネル４０Ｒ、液晶パネル４０Ｇ及び液晶パネル４０Ｂ）と、クロスダイクロイックプリズム５０と、投写ユニット６０とを有する。
【００２４】
光源１０は、白色光を発する光源（例えば、ＵＨＰランプやキセノンランプ）などである。すなわち、光源１０が発する白色光は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを含む。
【００２５】
フライアイレンズユニット２０は、光源１０が発する光を均一化する。具体的には、フライアイレンズユニット２０は、１対のフライアイレンズによって構成される。１対のフライアイレンズは、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１０が発する光が液晶パネル４０の全面に照射されるように、光源１０が発する光を集光する。
【００２６】
ＰＢＳアレイ３０は、フライアイレンズユニット２０から出射された光の偏光状態を揃える。例えば、ＰＢＳアレイ３０は、フライアイレンズユニット２０から出射された光をＳ偏光（又はＰ偏光）に揃える。
【００２７】
液晶パネル４０Ｒは、赤出力信号Ｒｏｕｔに基づいて赤成分光Ｒを変調する。液晶パネル４０Ｒに光が入射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板４２Ｒが設けられている。液晶パネル４０Ｒから光が出射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板４３Ｒが設けられている。
【００２８】
液晶パネル４０Ｇは、緑出力信号Ｇｏｕｔに基づいて緑成分光Ｇを変調する。液晶パネル４０Ｇに光が入射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板４２Ｇが設けられる。一方で、液晶パネル４０Ｇから光が出射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板４３Ｇが設けられる。
【００２９】
液晶パネル４０Ｂは、青出力信号Ｂｏｕｔに基づいて青成分光Ｂを変調する。液晶パネル４０Ｂに光が入射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板４２Ｂが設けられる。一方で、液晶パネル４０Ｂから光が出射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板４３Ｂが設けられる。
【００３０】
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。
【００３１】
ここで、各液晶パネル４０には、コントラスト比や透過率を向上させる補償板（不図示）が設けられていてもよい。また、各偏光板は、偏光板に入射する光の光量や熱負担を軽減させるプリ偏光板を有していてもよい。
【００３２】
クロスダイクロイックプリズム５０は、液晶パネル４０Ｒ、液晶パネル４０Ｇ及び液晶パネル４０Ｂから出射される光を合成する色合成部を構成する。クロスダイクロイックプリズム５０から出射された合成光は、投写ユニット６０に導かれる。
【００３３】
投写ユニット６０は、クロスダイクロイックプリズム５０から出射された映像光を投写面（不図示）上などに投写する。
【００３４】
第２に、投写型映像表示装置１００は、図１に示すように、レンズ群（レンズ１１１〜レンズ１１４）及びミラー群（ミラー１２１〜ミラー１２５）を有する。
【００３５】
レンズ１１１は、ＰＢＳアレイ３０から出射された光を集光するコンデンサレンズである。レンズ８２は、ミラー１２３で反射された光を集光するコンデンサレンズである。
【００３６】
レンズ１１２Ｒは、液晶パネル４０Ｒに赤成分光Ｒが照射されるように、赤成分光Ｒを略平行光化する。レンズ１１２Ｇは、液晶パネル４０Ｇに緑成分光Ｇが照射されるように、緑成分光Ｇを略平行光化する。レンズ１１２Ｂは、液晶パネル４０Ｂに青成分光Ｂが照射されるように、青成分光Ｂを略平行光化する。
【００３７】
レンズ１１３及びレンズ１１４は、青成分光Ｂの拡大を抑制しながら、液晶パネル４０Ｂ上に青成分光Ｂを略結像するリレーレンズである。
【００３８】
ミラー１２１は、赤成分光Ｒを透過して、青成分光Ｂ及び緑成分光Ｇを反射するダイクロイックミラーである。ミラー１２２は、青成分光Ｂを透過して、緑成分光Ｇを反射するダイクロイックミラーである。ミラー１２１及びミラー１２２は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを分離する色分離部を構成する。
【００３９】
ミラー１２３及びミラー１２４は、青成分光Ｂを反射して、青成分光Ｂを液晶パネル４０Ｂ側に導く。ミラー１２５は、赤成分光Ｒを反射して、赤成分光Ｒを液晶パネル４０Ｒ側に導く。
【００４０】
（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。
【００４１】
なお、制御ユニット２００は、映像入力信号を映像出力信号に変換する。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によって構成される。映像出力信号は、赤出力信号Ｒｏｕｔ、緑出力信号Ｇｏｕｔ及び青出力信号Ｂｏｕｔによって構成される。映像入力信号及び映像出力信号は、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。
【００４２】
図２に示すように、制御ユニット２００は、記憶部２１０と、取得部２２０と、光源制御部２３０と、素子制御部２４０とを有する。
【００４３】
記憶部２１０は、光源１０の累積点灯時間と光源１０から出射される予想基準光量との対応関係を記憶する。
【００４４】
例えば、累積点灯時間と予想基準光量との対応関係は、工場出荷時に記憶部２１０に記憶される。或いは、累積点灯時間と予想基準光量との対応関係は、投写型映像表示装置１００の設置後において、投写型映像表示装置１００の設置環境に応じて記憶部２１０に記憶されてもよい。
【００４５】
取得部２２０は、様々な装置に接続されており、各種情報を取得するインタフェースである。
【００４６】
第１に、取得部２２０は、映像入力信号を外部装置３００から取得する。外部装置３００は、例えば、ＤＶＤプレーヤ、ＴＶチューナ、パーソナルコンピュータなどである。
【００４７】
第２に、取得部２２０は、累積点灯時間と予想基準光量との対応関係を記憶部２１０から取得する。ここで、予想基準光量は、デフォルトの電流で光源１０を駆動したときに、光源１０から出射される光量の予想値である。
【００４８】
第３に、取得部２２０は、光源１０から実際に出射される現在光量を光量検出装置４００から取得する。光量検出装置４００は、光源１０から出射される光量を検出可能な位置に設置される。例えば、光量検出装置４００は、光源１０の近傍に設置されてもよく、投写ユニット６０の近傍に設置されてもよい。或いは、光量検出装置４００は、投写面を構成するスクリーンに設置されてもよい。
【００４９】
なお、記憶部２１０に記憶される予想基準光量と光量検出装置４００によって検出される現在光量とを比較できるように、液晶パネル４０によって行われる変調の影響が排除されることに留意すべきである。
【００５０】
ここで、取得部２２０が予想基準光量及び現在光量を取得するタイミングについて説明する。取得部２２０は、基本的には、図３に示すように、取得トリガーに応じて、予想基準光量及び現在光量を取得する。所定トリガーは、例えば、周期的に巡ってくるトリガーである。或いは、所定トリガーは、ユーザの指示であってもよい。
【００５１】
ところで、光源１０から出射される光量は、光源１０の点灯開始から所定期間が経過するまで安定しない。従って、光源１０の点灯開始から所定期間が経過するまでの間に所定トリガーのタイミングが存在する場合には、取得部２２０は、図４に示すように、光源１０の点灯開始から待機時間が経過してから、予想基準光量及び現在光量を取得する。待機時間は、光源１０の点灯開始から光量が安定するまでの時間である。
【００５２】
光源制御部２３０は、光源１０から出射される光量を制御する。具体的には、光源制御部２３０は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と現在光量との比較結果に応じて、光源１０から出射される光量の調整量を制御する。
【００５３】
詳細には、光源制御部２３０は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が小さい場合に、光源１０から出射される光量をデフォルト光量に対して減少する。光源制御部は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が大きい場合に、光源１０から出射される光量をデフォルト光量に対して増大する。
【００５４】
なお、デフォルト光量は、デフォルトの電流で光源１０を駆動したときに、光源１０から出射される光量である。
【００５５】
例えば、光源制御部２３０は、図５に示すように、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が小さい時間帯Ｐにおいて、光源１０から出射される光量をデフォルト光量に対して減少する。これによって、光源１０の負荷が軽減されるため、長期的には、予想基準光量に対する比較において、現在光量が相対的に増大していく。すなわち、映像の輝度が低下するが、光源１０の寿命が増大する。
【００５６】
なお、予想基準光量と現在光量との差異が大きいほど、光源１０から出射される光量の減少量が大きいことが好ましい。
【００５７】
一方で、光源制御部２３０は、図５に示すように、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が大きい時間帯Ｑにおいて、光源１０から出射される光量をデフォルト光量に対して増大する。これによって、光源１０の負荷が増大するため、長期的には、予想基準光量に対する比較において、現在光量が相対的に減少していく。すなわち、光源１０の寿命が減少するが、映像の輝度が向上する。
【００５８】
なお、予想基準光量と現在光量との差異が大きいほど、光源１０から出射される光量の増大量が大きいことが好ましい。
【００５９】
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。
【００６０】
ここで、素子制御部２４０は、光源１０から出射される光量の調整量に応じて、映像信号を補正する。すなわち、素子制御部２４０は、映像入力信号を映像出力信号に変換するための対応関係を補正する。
【００６１】
例えば、素子制御部２４０は、光源１０から出射される光量がデフォルト光量である場合には、図６に示す実線の対応関係に従って、映像入力信号を映像出力信号に変換する。
【００６２】
これに対して、素子制御部２４０は、光源１０から出射される光量の減少時には、図６に示す点線の対応関係に従って、映像入力信号を映像出力信号に変換する。すなわち、映像信号の増幅によって、映像の輝度の低下が補填される。
【００６３】
一方で、素子制御部２４０は、光源１０から出射される光量の増大時には、図６に示す一点鎖線の対応関係に従って、映像入力信号を映像出力信号に変換する。すなわち、映像信号の減衰によって、映像の輝度が維持される。
【００６４】
（調整例）
以下において、第１実施形態に係る調整例について説明する。以下においては、（１）光源１０から出射される光量の調整、（２）映像信号の補正について説明する。
【００６５】
（１）光源１０から出射される光量の調整量（Ｌａｄｊｕｓｔ）については、以下の式に基づいて算出される。ここでは、調整量（Ｌａｄｊｕｓｔ）は、デフォルト光量に対する比率（％）で表される。
【数１】
【００６６】
従って、予想基準光量が現在光量よりも大きい場合には、調整量（Ｌａｄｊｕｓｔ）は、正の値であり、デフォルト光量に対する光量の減少率を意味する。これに対して、予想基準光量が現在光量よりも小さい場合には、調整量（Ｌａｄｊｕｓｔ）は、負の値であり、デフォルト光量に対する光量の増大率を意味する。
【００６７】
（２）映像信号を補正するための補正値βは、以下の式が満たされるように算出される。
【数２】
【００６８】
従って、映像入力信号は、α、β及びＬａｄｊｕｓｔを用いて、以下の式に従って映像出力信号に変換される。
【数３】
【００６９】
（作用及び効果）
第1実施形態では、光源制御部２３０は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と光源１０から実際に出射される現在光量との比較結果に応じて、光源１０から出射される光量の調整量を制御する。
【００７０】
例えば、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が小さいケース、すなわち、光源１０の劣化が予想水準よりも進んでいるケースにおいて、光源から出射される光量を減少することによって、光源１０の劣化を抑制して、光源１０の長寿を延長する。一方で、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が大きいケース、すなわち、光源１０の劣化が予想水準よりも進んでいないケースにおいて、光源１０から出射される光量を増大することによって、光源１０の長寿を犠牲にしてでも、映像の高輝度化を図る。
【００７１】
これによって、映像の輝度の減少を抑制しながら、光源１０の寿命を適切に制御することができる。
【００７２】
［変更例１］
以下において、第１実施形態の変更例１について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点について主として説明する。
【００７３】
変更例１では、光源制御部２３０は、映像信号の分布に応じて光源１０から出射される光量を減少する光量・信号調整処理において、光源１０から出射される光量の調整量を制御する。
【００７４】
（制御ユニットの構成）
以下において、変更例１に係る制御ユニットについて説明する。図７は、変更例１に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。
【００７５】
図７に示すように、制御ユニット２００は、図２に示す構成に加えて、光量・信号調整処理部２５０を有する。
【００７６】
光量・信号調整処理部２５０は、光量・信号調整処理を行う。光量・信号調整処理は、映像入力信号の分布（ここでは、輝度の分布）に応じて光源１０から出射される光量を減少する処理である。また、光量・信号調整処理は、光源１０から出射される光量の減少量に応じて、映像信号を増大する処理である。
【００７７】
なお、映像信号の増大は、後述するように、映像入力信号を映像出力信号に変換する変換曲線の制御によって実現される。
【００７８】
光量・信号調整処理部２５０は、目標輝度ＬＴ及び最大輝度ＬＭＡＸを算出し、光源制御部２３０及び素子制御部２４０に出力する。
【００７９】
目標輝度ＬＴは、映像入力信号に基づいて算出され、光量・信号調整処理に用いられる。具体的には、複数の画素毎の映像入力信号に基づいて算出される輝度の度数を高輝度側から取得して、取得された度数が所定数に達する輝度が目標輝度ＬＴとして算出される。
【００８０】
詳細には、光量・信号調整処理部２５０は、図８に示すように、映像入力信号に基づいて、複数の画素の輝度の度数を計数し、複数の画素の輝度のヒストグラムを生成する。続いて、光量・信号調整処理部２５０は、複数の画素毎の映像入力信号に基づいて算出される輝度の度数を高輝度側から取得して、取得された度数が所定数に達する目標輝度ＬＴを算出する。換言すると、光量・信号調整処理部２５０は、面積Ｓ１と面積Ｓ２との比率が所定比率Ｘ（０≦Ｘ＜１）となる輝度を目標輝度ＬＴとして算出する。なお、面積Ｓ１と面積Ｓ２との比率Ｘは、Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２）で表される。
【００８１】
最大輝度ＬＭＡＸは、映像入力信号に基づいて算出され、光量・信号調整処理に用いられる。具体的には、最大輝度ＬＭＡＸは、映像入力信号に基づいて算出される輝度の最大輝度である。なお、上限輝度ＬＸは、映像入力信号がとり得る上限値に対応する輝度である。
【００８２】
第１実施形態において、光量・信号調整処理部２５０は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と現在光量との比較結果に応じて、目標輝度ＬＴを算出する。言い換えると、光量・信号調整処理部２５０は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と現在光量との比較結果に応じて、所定比率Ｘを調整する。
【００８３】
例えば、光量・信号調整処理部２５０は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が小さい場合に、目標デフォルト輝度に対して小さな目標輝度ＬＴを算出する。これによって、光源１０の負荷が軽減されるため、長期的には、予想基準光量に対する比較において、現在光量が相対的に増大していく。すなわち、映像の輝度が低下するが、光源１０の寿命が増大する。
【００８４】
なお、予想基準光量と現在光量との差異が大きいほど、目標デフォルト輝度に対して目標輝度ＬＴが小さいことが好ましい。
【００８５】
一方で、光量・信号調整処理部２５０は、光源制御部は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が大きい場合に、目標デフォルト輝度に対して大きな目標輝度ＬＴを算出する。これによって、光源１０の負荷が増大するため、長期的には、予想基準光量に対する比較において、現在光量が相対的に増大していく。すなわち、光源１０の寿命が減少するが、映像の輝度が向上する。
【００８６】
なお、予想基準光量と現在光量との差異が大きいほど、目標デフォルト輝度に対して目標輝度ＬＴが大きいことが好ましい。
【００８７】
第１実施形態において、目標デフォルト輝度とは、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と現在光量との差異がないときに適用される目標輝度である。
【００８８】
光源制御部２３０は、目標輝度ＬＴに基づいて、光源１０から出射されるデフォルト光量に対する減少量を算出する。例えば、光源１０から出射される光量の減少量（％）は、ＬＴ／ＬＸである。
【００８９】
素子制御部２４０は、目標輝度ＬＴ及び最大輝度ＬＭＡＸに基づいて、映像入力信号が映像出力信号よりも大きくなるように、映像入力信号を映像出力信号に変換する。具体的には、素子制御部２４０は、以下の方法によって映像信号を偏光する。
【００９０】
図９に示すように、光量・信号調整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。
【００９１】
このような関係を前提として、光量・信号調整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４】
【００９２】
変更例１では、上述したように、光源制御部２３０は、光量・信号調整処理において、光源１０から出射される光量の調整量を制御する。従って、変更例１では、第１実施形態に示すように、光源１０から出射されるデフォルト光量を調整する必要がないことに留意すべきである。
【００９３】
但し、第１実施形態及び変更例１は組み合わされてもよい。すなわち、第１実施形態のように、光源１０から出射されるデフォルト光量が調整された上で、変更例１のように、目標デフォルト輝度に対する目標輝度ＬＴの調整を行ってもよい。
【００９４】
［変更例２］
以下において、第１実施形態の変更例２について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点について主として説明する。
【００９５】
変更例２では、投写型映像表示装置１００は、光源１０を冷却する冷却ユニットを備える。投写型映像表示装置１００は、光源１０から出射される光量の調整量に応じて、冷却ユニットが光源１０を冷却する冷却力を制御する。
【００９６】
（制御ユニットの構成）
以下において、変更例２に係る制御ユニットについて説明する。図１０は、変更例２に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。
【００９７】
図１０に示すように、制御ユニット２００は、図２に示す構成に加えて、冷却力制御部２６０を有する。
【００９８】
冷却力制御部２６０は、光源１０を冷却する冷却ユニット５００の冷却力を制御する。冷却ユニット５００は、例えば、冷却ファン、ペルチェ素子、液冷ユニットなどである。
【００９９】
具体的には、冷却力制御部２６０は、光源１０から出射される光量の調整量に応じて、冷却ユニット５００が光源１０を冷却する冷却力を制御する。例えば、冷却力制御部２６０は、光源１０から出射される光量が減少する場合には、光量の減少に応じて、冷却ユニット５００の冷却力を弱める。一方で、冷却力制御部２６０は、光源１０から出射される光量が増大する場合には、光量の減少に応じて、冷却ユニット５００の冷却力を強める。
【０１００】
［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実施形態に対する相違点について主として説明する。
【０１０１】
変更例３では、投写面上に投写される映像のサイズ（ズーム率）に応じて、光源１０から出射される光量の調整量が定められる。具体的には、投写面上に投写される映像のサイズが大きいほど、すなわち、ズーム率が小さいほど、光源１０から出射される単位面積あたりの光量の調整量が小さい。一方で、投写面上に投写される映像のサイズが小さいほど、すなわち、ズーム率が大きいほど、光源１０から出射される単位面積あたりの光量の調整量が大きい。
【０１０２】
例えば、上述した所定係数αは、以下の式に基づいて算出される。ズーム率は、投写面上に投写される映像のサイズが最大であるときに”０”であり、投写面上に投写される映像のサイズが最小であるときに”１”である。
【数５】
【０１０３】
ここで、投写面上に投写される映像のサイズが小さいほど、投写面上に光が集まっているため、光源１０から出射される光量の減少に伴う輝度低下が目立たないことに留意すべきである。従って、変更例３の処理は、光源１０から出射される光量を減少するときにのみ適用することが好ましい。
【０１０４】
［変更例４］
以下において、第１実施形態の変更例４について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点について主として説明する。
【０１０５】
変更例４では、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と現在光量との比較結果に応じて、投写面上に投写される映像のサイズの上限（ズーム率）が制限される。
【０１０６】
具体的には、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が小さいケース、すなわち、光源１０の劣化が進んでいるケースにおいて、投写面上に投写される映像のサイズの上限が制限される。言い換えると、光源１０から出射される光量の減少量が大きいほど、投写面上に投写される映像のサイズの上限が小さいことが好ましい。
【０１０７】
ここで、投写面上に投写される映像のサイズが大きいほど、投写面上に光が分散するため、光源１０から出射される光量の減少に伴う輝度低下が目立つことに留意すべきである。
【０１０８】
［変更例５］
以下において、第１実施形態の変更例４について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点について主として説明する。
【０１０９】
変更例５では、投写型映像表示装置１００は、複数の動作モードを有している。動作モードは、例えば、光源１０の寿命を優先するモード及び映像の輝度を優先するモードなどである。また、動作モードは、光源１０の寿命を優先するモード及び映像の輝度を優先するモードに加えて、これらのモードの中間モードを有していてもよい。言い換えると、動作モードは、３以上のモードを含んでいてもよい。
【０１１０】
ここで、光源制御部２３０は、複数の動作モードの中から選択された動作モードに応じて、光源１０から出射される光量の調整量を制御する。
【０１１１】
具体的には、光源制御部２３０は、光源１０の寿命を優先するモードが選択されている場合に、光源１０から出射される光量の減少量を増大する。或いは、光源制御部２３０は、光源１０の寿命を優先するモードが選択されている場合に、光源１０から出射される光量の増大量を減少する。
【０１１２】
一方で、光源制御部２３０は、映像の輝度を優先するモードが選択されている場合に、光源１０から出射される光量の減少量を減少する。或いは、光源制御部２３０は、映像の輝度を優先するモードが選択されている場合に、光源１０から出射される光量の増大量を増大する。
【０１１３】
［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。
【０１１４】
実施形態では、光変調素子の一例として、透過型の液晶パネル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。
【０１１５】
実施形態では、光源の一例として、白色光を出射するＵＨＰランプについて説明したが、光源は、これに限定されるものではない。光源は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）などの固体光源であってもよい。
【０１１６】
実施形態では、光源制御部２３０は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が小さいケース及び現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が大きいケースの双方のケースにおいて、光源１０から出射される光量を調整する。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、光源制御部２３０は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が小さい場合にのみ、光源１０から出射される光量を減少してもよい。或いは、光源制御部２３０は、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも現在光量が大きい場合にのみ、光源１０から出射される光量を増大してもよい。
【符号の説明】
【０１１７】
１０…光源、２０…フライアイレンズユニット、３０…ＰＢＳアレイ、４０…液晶パネル、５０…クロスダイクロイックミラー、６０…投写ユニット、１００…投写型映像表示装置、２００…制御ユニット、２１０…記憶部、２２０…取得部、２３０…光源制御部、２４０…素子制御部、２５０…光量・信号調整処理部、２６０…冷却力制御部、３００…外部装置、４００…光量検出装置、５００…冷却ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記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、
前記光源から出射される光量を制御する光源制御部と、
フレームを構成する複数の画素毎の映像信号に基づいて、前記光変調素子を制御する素子制御部と、
前記光源の累積点灯時間と前記光源から出射される予想基準光量との対応関係に応じて、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量を取得する取得部とを備え、
前記光源制御部は、前記現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と前記光源から実際に出射される現在光量との比較結果に応じて、前記光源から出射される光量の調整量を制御し、
前記素子制御部は、前記光源から出射される光量の調整量に応じて、前記映像信号を補正することを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
前記光源制御部は、前記現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも前記現在光量が小さい場合に、前記光源から出射される光量を減少し、
前記光源制御部は、前記現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも前記現在光量が大きい場合に、前記光源から出射される光量を増大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】
前記光源制御部は、前記映像信号の分布に応じて前記光源から出射される光量を減少する光量・信号調整処理において、前記光源から出射される光量の調整量を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４】
前記光源制御部は、複数の動作モードの中から選択された動作モードに応じて、前記光源から出射される光量の調整量を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】
前記光源を冷却する冷却ユニットと、
前記冷却ユニットを制御する冷却力制御部とをさらに備え、
前記冷却力制御部は、前記光源から出射される光量の調整量に応じて、前記冷却ユニットが前記光源を冷却する冷却力を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６】
前記光変調素子によって変調された光を投写面上に投写する投写ユニットをさらに有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１】
光源と、前記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、
前記光源から出射される光量を制御する光源制御部と、
フレームを構成する複数の画素毎の映像信号に基づいて、前記光変調素子を制御する素子制御部と、
前記光源の累積点灯時間と前記光源から出射される予想基準光量との対応関係に応じて、現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量を取得する取得部とを備え、
前記光源制御部は、前記現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量と前記光源から実際に出射される現在光量との比較結果に応じて、前記光源から出射される光量の調整量を制御し、
前記素子制御部は、前記光源から出射される光量の調整量に応じて、前記映像信号を補正することを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
前記光源制御部は、前記現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも前記現在光量が小さい場合に、前記光源から出射される光量を減少し、
前記光源制御部は、前記現在の累積点灯時間に対応する予想基準光量よりも前記現在光量が大きい場合に、前記光源から出射される光量を増大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】
前記光源制御部は、前記映像信号の分布に応じて前記光源から出射される光量を減少する光量・信号調整処理において、前記光源から出射される光量の調整量を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４】
前記光源制御部は、複数の動作モードの中から選択された動作モードに応じて、前記光源から出射される光量の調整量を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】
前記光源を冷却する冷却ユニットと、
前記冷却ユニットを制御する冷却力制御部とをさらに備え、
前記冷却力制御部は、前記光源から出射される光量の調整量に応じて、前記冷却ユニットが前記光源を冷却する冷却力を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６】
前記光変調素子によって変調された光を投写面上に投写する投写ユニットをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【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２０１３−９７１４０（Ｐ２０１３−９７１４０Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９０８９（Ｐ２０１１−２３９０８９）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【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２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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