(57)【要約】【課題】  画像の明るさが不自然に変化することを抑止し、鑑賞者にとって違和感を与えることを抑止する。【解決手段】  光源２から射出された射出光を変調することによって画像を表示する画像表示装置であって、上記光源２の光軸上に配置されるとともに上記射出光の光量を調整する機械的な調光手段５と、所定の期間後の目標光量まで上記光量が連続的に変化するように上記調光手段を制御する制御手段とを有する。【選択図】              図１
2006064825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出された射出光を変調することによって画像を表示する画像表示装置であって、
前記光源の光軸上に配置されるとともに前記射出光の光量を調整する機械的な調光手段と、
所定の期間後の目標光量まで前記光量が連続的に変化するように前記調光手段を制御する制御手段と
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記制御手段は、所定の期間内で前記光量の変化量が一定となるように前記機械的な調光手段を制御することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記機械的な調光手段は、遮光板であることを特徴とする請求項１または２記載の画像表示装置。
【請求項４】
光源から射出された射出光を変調することによって画像を表示する画像表示装置であって、
前記射出光の光量をステップ状に変化させる調光手段と、
所定の期間後の目標光量まで段階的に前記光量が変化されるように前記調光手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記目標光量まで一定の変化量で段階的に前記光量が変化されるように前記調光手段を制御することを特徴とする請求項４記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記調光手段は、液晶ライトバルブであることを特徴とする請求項４または５記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記光源がＬＥＤ光源であり、前記光源が前記調光手段としての機能を有していることを特徴とする請求項４または５記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記所定の期間ごとに前記目標光量が設定されていることを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記所定の期間が前記画像における１フレーム期間であることを特徴とする請求項１〜８いずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１０】
光源から射出された射出光を変調することによって画像を表示する画像表示装置の駆動方法であって、
所定の期間後の目標光量まで前記光量を連続的に変化させることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項１１】
光源から射出された射出光を変調することによって画像を表示する画像表示装置の駆動方法であって、
所定の期間後の目標光量まで前記光量を段階的に変化させることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置及びその駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の発達はめざましく、解像度が高く、低消費電力でかつ薄型の表示装置の要求が高まり、研究開発が進められている。中でも液晶表示装置は液晶分子の配列を電気的に制御して、光学的特性を変化させることができ、上記のニーズに対応できる表示装置として期待されている。このような液晶表示装置を光変調手段として用いた装置としては、液晶ライトバルブを用いた光学系から射出される映像を投射レンズを通してスクリーンや画面に拡大投射するプロジェクタ（画像表示装置）や直視型の画像表示装置が知られている。
また、光変調手段として、デジタルミラーデバイス（Digital Mirror Device,以下、ＤＭＤと略記する。なお、ＤＭＤは米国テキサスインツルメンツ社の商標ある。）を備えたプロジェクタや直視型の画像表示装置も実用化されている。
【０００３】
ところで、このような画像表示装置は、光学系を構成する様々な光学要素で生じる光漏れや迷光のため、充分なコントラストが得られず、表示できる階調範囲（ダイナミックレンジ）が狭く、陰極線管（Cathode Ray Tube, 以下、ＣＲＴと略記する）を用いた既存のテレビ受像機等と比較すると、映像の品質や迫力の点で劣ってしまうという問題を有していた。
【０００４】
このような問題を解決するために、特許文献１には、光源の光軸上に機械的な調光手段として遮光板を設置し、この遮光板を用いて光源からの射出光の光量を調整する技術が開示されている。このような技術によれば、映像シーンが明るい場面であれば光量が多くなるように、映像シーンが暗い場面であれば光量が少なくなるように射出光の光量を調節することができるため、ダイナミックレンジを拡張することができる。
【特許文献１】国際公開第０３／０３２０８０号パンフレット
【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、遮光板等の機械的な調光手段は、モータ等によって単位時間あたりに一定の移動量で駆動されている。一般的に、調光手段は、射出光の光量が画像の１フレーム期間ごとに定められた目標光量となるように駆動されている。このため、図１６に示すように、あるフレーム（フレームＡ）の目標光量Ａ１と次のフレーム（フレームＢ）の目標光量Ｂ１との差が小さい場合には、射出光の光量は、そのフレーム内において、まず遮光板の単位時間当たりの移動量に応じた一定の変化量で変化し、目標光量に達した後は、同一光量に維持される。そして、このような調光手段の駆動が連続的に行われた場合には、図１６に示すように、全体として画像の輝度がステップ状に変化する。このような画像の輝度のステップ状の変化した場合には、画像の明るさが不自然に変化するため、鑑賞者にとって違和感を与える原因となる。
なお、ここでいう機械的な調光手段とは、機械的な機構を用いて駆動される調光手段のことである。
【０００６】
また、遮光板等の機械的な調光手段の他にも、機械的な調光手段よりも応答速度の速い液晶ライトバルブを調光手段として用いる構成や、調光手段としての機能を併せ持つことで、射出光の光量をステップ状に直接変化させるＬＥＤ光源を用いることによって射出光の光量を調光し、ダイナミックレンジを拡張する技術も提案されている。しかしながら、このような構成を採用する場合には、ほぼ瞬間的にそのフレームにおける目標光量に達すため、機械的な調光手段を用いる場合よりも、さらに画像の明るさが不自然に変化することとなり、より鑑賞者にとって違和感を与える原因となる。
【０００７】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、画像の明るさが不自然に変化することを抑止し、鑑賞者にとって違和感を与えることを抑止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の画像表示装置は、光源から射出された射出光を変調することによって画像を表示する画像表示装置であって、上記光源の光軸上に配置されるとともに上記射出光の光量を調整する機械的な調光手段と、所定の期間後の目標光量まで上記光量が連続的に変化するように上記調光手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
このような特徴を有する本発明の画像表示装置によれば、所定の期間後に設定された目標光量まで、射出光の光量が連続的に変化するように調光手段が制御される。このため、光量がステップ状に変化することを防止することができ、滑らかな調光を実現することが可能となる。よって、画像の明るさが不自然に変化することを抑止し、鑑賞者にとって違和感を与えることを抑止することが可能となる。
【００１０】
なお、実際には光源から射出される射出光は調光手段の位置において照度分布を有することなどから、機械的な調光手段の移動量に対して常に光量の変化量が一定とはならない。このため、所定の期間後に設定された目標光量まで、射出光の光量が連続的に変化するように調光手段を制御した場合であっても、画像の明るさが不自然に変化する可能性がある。そこで、本発明の画像表示装置においては、上記制御手段が、このような特性に鑑みて、補正を行うことによって上記光量の変化量が一定となるように上記機械的な調光手段を制御するという構成を採用することが好ましい。
このような構成を採用することによって、所定の期間内における光量の変化量が一定とされるため、さらに画像の明るさが不自然に変化することを抑止し、鑑賞者にとって違和感を与えることを抑止することが可能となる。
【００１１】
そして、本発明の画像表示装置においては、上記機械的な調光手段として、遮光板を用いることができる。
【００１２】
また、本発明の画像表示装置は、光源から射出された射出光を変調することによって画像を表示する画像表示装置であって、上記射出光の光量をステップ状に変化させる調光手段と、所定の期間後の目標光量まで段階的に上記光量が変化されるように上記調光手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
このような特徴を有する本発明の画像表示装置によれば、所定の期間後に設定された目標光量まで、射出光の光量が段階的に変化するように調光手段が制御される。このため、光量が大きくステップ状に変化することを防止することができ、滑らかな調光を実現することが可能となる。よって、画像の明るさが不自然に変化することを抑止し、鑑賞者にとって違和感を与えることを抑止することが可能となる。
また、目標光量までの光量の変化量は一定であることが好ましい。これによって、さらに画像の明るさが不自然に変化することを抑止し、鑑賞者にとって違和感を与えることを抑止することが可能となる。
なお、このような場合における調光手段としては、液晶ライトバルブを用いることができる。また、光源として、調光手段として機能を有しているＬＥＤ（light emitting diode）光源を用いることもできる。なお、ここで言うＬＥＤ光源とは、印加される電流値に対して即座に射出光の光量が変化できるものである。
【００１４】
また、本発明の画像表示装置においては、上記所定の期間ごとに上記目標光量が設定されているという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、連続する所定の期間の各期間における画像の明るさの不自然な変化が抑止されるため、所定期間が連続する場合であっても、常に鑑賞者にとって違和感を与えることを抑止することが可能となる。
なお、本発明の画像表示装置においては、上記所定の期間が上記画像における１フレーム期間であるという構成を採用することができる。
【００１５】
次に、本発明の画像表示装置の駆動方法は、光源から射出された射出光を変調することによって画像を表示する画像表示装置の駆動方法であって、所定の期間後の目標光量まで上記光量を連続的に変化させることを特徴とする。
また、本発明の画像表示装置の駆動方法は、光源から射出された射出光を変調することによって画像を表示する画像表示装置の駆動方法であって、所定の期間後の目標光量まで上記光量を段階的に変化させることを特徴とする。
このような特徴を有する本発明の画像表示装置の駆動方法によれば、所定の期間後に設定された目標光量まで、射出光の光量が連続的に変化するように調光手段が制御されるため、画像の明るさが不自然に変化することを抑止し、鑑賞者にとって違和感を与えることを抑止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係る画像表示装置及びその駆動方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１７】
（第１実施形態）
まず最初に、本発明の画像表示装置の一例である本実施形態のプロジェクタについて説明する。
本実施形態のプロジェクタは、図１に示すように、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型液晶ライトバルブを備えた３板式の液晶プロジェクタである。図１はこのプロジェクタを示す概略構成図であって、図中、符号１は照明装置、２は光源、３，４はフライアイレンズ、５は遮光板、１３，１４はダイクロイックミラー、１５，１６，１７は反射ミラー、２２，２３，２４は液晶ライトバルブ、２５はクロスダイクロイックプリズム、２６は投射レンズを示している。
【００１８】
照明装置１は、光源２とフライアイレンズ３，４と遮光板５と光吸収体６とを備えて構成されている。光源２は高圧水銀ランプ等のランプ７とランプ７の光を反射するリフレクタ８とから構成されている。また、光源２から射出される射出光の照度分布を被照明領域である液晶ライトバルブ２２，２３，２４において略均一化させるためのフライアイレンズが備えられており、光源２側から第１のフライアイレンズ３、第２のフライアイレンズ４の順で順次設置されている。ここで、第１のフライアイレンズ３は複数の２次光源像を形成し、第２のフライアイレンズ４はライトバルブ位置においてそれらを重畳する重畳レンズとしての機能を有する。場合によっては２次光源像を重畳するためのコンデンサーレンズを第２のフライアイレンズ４の位置、もしくはその後段に配しても良い。以下では重畳レンズとして第２のフライアイレンズが用いられた場合について説明を行う。第２のフライアイレンズ４は後述するＰＢＳアレイと組み合わせて用いることにより、偏光変換素子を構成することもできるようになっている。
本実施形態の場合、光源２から射出された射出光の光量を調節する調光手段として、遮光板５が第１のフライアイレンズ３と第２のフライアイレンズ４との間に設置されている。この遮光板６は、不図示のステッピングモータ等によって回転駆動される。そして、第１のフライアイレンズ３および第２のフライアイレンズ４の上方に光吸収体６が設置されている。
【００１９】
ここで、照明装置１について、図２及び図３を参照してより詳細に説明する。なお、図２は本実施形態の照明装置の概略構成を示す側面図、図３は同、照明装置の遮光板側から第２のフライアイレンズを見た状態を示す正面図である。
【００２０】
上述のように照明装置１は、図２に示すように、光源２とフライアイレンズ３，４と遮光板５と光吸収体６とから構成されている。光源２は、高圧水銀ランプ等のランプ７とランプ７の光を反射するリフレクタ８とから構成されている。
また、光源２側から第１のフライアイレンズ３、第２のフライアイレンズ４が順次設置されている。各フライアイレンズ３，４は、複数（本実施形態では例えば６×８個）のレンズ９，１０から構成されており、光源２から射出された光の照度分布を被照明領域である液晶ライトバルブにおいて均一化させるための均一照明手段として機能する。
【００２１】
光源２から射出された光の光量を調節する調光手段として、１枚の長方形状の遮光板５が第１のフライアイレンズ３と第２のフライアイレンズ４との間に回動可能に設置されている。遮光板５は、２枚のフライアイレンズ３，４のうち、液晶ライトバルブに近い側の第２のフライアイレンズ４の近傍に設置されており、遮光板５の幅Ｗは２枚のフライアイレンズ３，４の間隔Ｂの半分以下に設定されている。遮光板５の中央には水平方向に延在する回動軸１１が設けられている。
回動軸１１にはステッピングモータ等の駆動手段（図示せず）が接続されており、調光素子ドライバ３４からの駆動信号を受けて遮光板５を高速応答で回動させることができる構成となっている。
【００２２】
遮光板５の回動軸１１は、図３（ａ）に示すように、第２のフライアイレンズ４を構成する複数のレンズ１０の横の配列方向に対して平行であり、さらに隣り合うレンズ１０（図２における上から４番目と５番目のレンズ）の境界に沿って配置されている。遮光板５は例えばアルミニウム、スチール、ステンレス等の材料で構成されており、回動した状態で光源２に対向する側の面が光源２から射出された光を反射させる反射面５ａとなっている。
【００２３】
図３（ａ）では、反射面５ａが光源２からの射出光の光軸と平行に位置しており（図２において遮光板５の輪郭を２点鎖線で示した状態）、光源２からの射出光が１００％透過する状態（調光をかけていない状態）となっている。これに対して、図３（ｂ）では、図３（ａ）の状態から反射面５ａが光源２の方向に向くように遮光板５が回動された様子を示しており（図２において遮光板５の輪郭を実線で示した状態）、光源２からの射出光が例えば３０％だけ透過する状態（調光をかけた状態）となっている。
【００２４】
また図２に示すように、所望の最小透過光量が３０％であったとすると、この最小透過光量が得られる状態まで遮光板５を傾けたときに遮光板５からの反射光が光源２に戻らない角度になるように、遮光板５の寸法などが設定されている。
そして、遮光板５の傾きの程度によらずに常に遮光板５からの反射光が到達する２枚のフライアイレンズ３，４の外側の位置には、この反射光を吸収するため、石綿等、光の反射率が高くなく、また不燃性の材料からなる光吸収材６が設置されている。
【００２５】
本実施形態の照明装置１によれば、均一照明手段を構成する２枚のフライアイレンズ３，４の間に回動可能な遮光板５が備えられ、この遮光板５が映像信号に基づいて高速に回動する構成となっているため、例えばプロジェクタの映像シーンが明るい場面であれば光量が多くなるように、暗い場面であれば光量が少なくなるように光量が調節される。これにより、光出力強度の制御が困難な高圧水銀ランプ等からなる光源２の光出力強度が一定のままでも液晶ライトバルブにおいて映像に応じた明るさの照明光を得ることができ、プロジェクタのダイナミックレンジの拡張に寄与することができる。
【００２６】
また、遮光板５が第２のフライアイレンズ４に近い側に配置されているため、光束が絞られた部位で減光が行われることになり、液晶ライトバルブの位置における照度分布に影響を与えることなく、調光を行うことができる。さらに、遮光板５の回動軸１１が、第２のフライアイレンズ４を構成する複数のレンズ１０の境界に沿うように配置されているので、図３（ａ）に示した１００％透過の状態では光がほとんど遮断されず、２枚のフライアイレンズ３，４の間に遮光板５を装入した構成であっても調光をかけない場合に明るさが低下することがない。
【００２７】
また、本実施形態では光反射性を有する遮光板５を用いているが、遮光板５からの反射光が光源２に戻らない角度で所望の最小透過光量が得られるように構成されているため、反射光が不要に散乱したり、干渉したりして表示に悪影響を与えるのを防止することができる。さらに、遮光板５からの反射光が到達する位置に光吸収材６が設けられているので、遮光板５からの反射光が到達する位置に照明装置の他の構成要素が配置されていた場合であっても、その構成要素が温度上昇して不具合が生じるのを回避することができる。
【００２８】
図１に戻り、照明装置１の後段の構成を以下、各構成要素の作用とともに説明する。
青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー１３は、光源２からの光束のうちの赤色光ＬＲを透過させるとともに、青色光ＬＢと緑色光ＬＧとを反射させるものである。ダイクロイックミラー１３を透過した赤色光ＬＲは反射ミラー１７で反射されて赤色光用液晶ライトバルブ２２に入射される。一方、ダイクロイックミラー１３で反射した色光のうち、緑色光ＬＧは緑色光反射用のダイクロイックミラー１４によって反射され、緑色光用液晶ライトバルブ２３に入射される。一方、青色光ＬＢはダイクロイックミラー１４も透過し、リレーレンズ１８、反射ミラー１５、リレーレンズ１９、反射ミラー１６、リレーレンズ２０からなるリレー系２１を経て青色光用液晶ライトバルブ２４に入射される。
【００２９】
各液晶ライトバルブ２２，２３，２４によって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム２５に入射される。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されてカラー画像を表す光が形成される。合成された光は投射光学系である投射レンズ２６によりスクリーン２７上に投射され、拡大された画像が表示される。
【００３０】
次に、本実施形態のプロジェクタ３０の駆動方法について説明する。
図４は本実施形態のプロジェクタ３０の駆動回路（制御手段）の構成を示すブロック図である。調光機能を持たないプロジェクタの場合、入力された映像信号は適当な補正処理を経て、そのまま液晶パネルドライバに供給されるが、調光機能を有し、かつそれを映像信号に基づいて制御する本実施形態のプロジェクタ３０場合、基本的な構成として、以下に説明するようにデジタル信号処理ブロックであるＤＳＰ（１）〜ＤＳＰ（３）などの回路が必要となる。
【００３１】
本実施形態では、図４に示すように、アナログ信号として入力された映像信号がＡＤコンバータ３１を経て第１のデジタル信号処理回路であるＤＳＰ（１）３２に入力される。ＤＳＰ（１）３２では、映像信号から明るさ制御信号が決定される。ＤＳＰ（２）３３では、明るさ制御信号に基づいて調光素子ドライバ３４を制御し、最終的には調光素子ドライバ３４が調光素子３５（本実施形態の場合は遮光板５）を実際に駆動する。
【００３２】
一方、ＤＳＰ（１）３２で決定された明るさ制御信号は、映像信号とともにＤＳＰ（３）３６にも入力される。ＤＳＰ（３）３６では明るさ制御信号に基づいて映像信号を適当な階調範囲に伸張する。伸張処理後の映像信号はＤＡコンバータ３７により再びアナログ信号に変換された後、パネルドライバ３８に入力され、パネルドライバ３８から赤色光用液晶ライトバルブ２２（図４中のＲパネル）、緑色光用液晶ライトバルブ２３（同、Ｇパネル）、青色光用液晶ライトバルブ２４（同、Ｂパネル）のそれぞれに供給される。
【００３３】
ここで、照明装置１の制御方法に関しては、表示映像適応型の制御が考えられる。以下にその方法について説明する。
【００３４】
表示映像適応型の制御
まず、表示映像適応型の制御、すなわち明るい映像シーンでは光量が多くなり、暗いシーンでは光量が少なくなるような表示映像に適応した明るさ制御を行う場合について考える。この場合、上記で説明したように、ＤＳＰ（１）３２で映像信号に基づいて明るさ制御信号が決定されるが、その方法には例えば次の３通りが考えられる。
【００３５】
（ａ）注目しているフレームに含まれている画素データのうち、明るさが最大の階調数を明るさ制御信号とする方法。
例えば０〜２５５の２５６ステップの階調数を含む映像信号を想定する。連続した映像を構成する任意の１フレームに着目した場合、そのフレームに含まれる画素データの階調数毎の出現数分布（ヒストグラム）が、図１０（ａ）のようになったとする。この図の場合、ヒストグラムに含まれる最も明るい階調数が１９０であるので、この階調数１９０を明るさ制御信号とする。この方法は、入力される映像信号に対し、最も忠実に明るさを表現できる方法である。
【００３６】
（ｂ）注目しているフレームに含まれている階調数毎の出現数分布（ヒストグラム）より、最大の明るさから出現数について一定の割合（例えば１０％）となる階調数を明るさ制御信号とする方法。
例えば映像信号の出現数分布が図１１のようであった場合、ヒストグラムより明るい側から１０％の領域をとる。１０％に相当するところの階調数が２３０であったとすると、この階調数２３０を明るさ制御信号とする。図１１に示したヒストグラムのように、階調数２５５の近傍に突発的なピークがあった場合、上記（ａ）の方法を採用すれば、階調数２５５が明るさ制御信号となる。しかしながら、この突発的なピーク部分は画面全体における情報としてはあまり意味をなしていない。これに対して、階調数２３０を明るさ制御信号とする本方法は、画面全体の中で情報として意味を持つ領域によって判定する方法と言うことができる。なお、上記の割合は２〜５０％程度の範囲で変化させてもよい。
【００３７】
（ｃ）画面を複数のブロックに分割して、ブロック毎、含まれている画素の階調数の平均値を求め、最大のものを明るさ制御信号とする方法。
例えば図１２に示すように、画面をｍ×ｎ個のブロックに分割し、それぞれのブロックＡ１１，…，Ａｍｎ毎の明るさ（階調数）の平均値を算出し、そのうちで最大のものを明るさ制御信号とする。なお、画面の分割数は６〜２００程度とすることが望ましい。この方法は、画面全体の雰囲気を損なうことなく、明るさを制御できる方法である。
上記（ａ）〜（ｃ）の方法について、明るさ制御信号の判定を、表示領域全体に対して行う他に、例えば表示領域の中央部分など、特定の部分だけに上記方法を適用することもできる。この場合、視聴者が注目している部分から明るさを決定するような制御の仕方が可能となる。
【００３８】
次にＤＳＰ（２）３３において、上記の方法で決定した明るさ制御信号に基づいて調光素子ドライバ３４を制御するが、この方法にも例えば次の３通りが考えられる。
【００３９】
（ａ）出力された明るさ制御信号に応じてリアルタイムで制御する方法。
この場合はＤＳＰ（１）３２から出力された明るさ制御信号をそのまま調光素子ドライバ３４に供給すればよいため、ＤＳＰ（２）３３での信号処理は不要となる。この方法は映像の明るさに完全に追従する点で理想的ではあるが、映像の内容により画面の明暗が短い周期で変化することもあり、鑑賞時に余計なストレスを感じるなどの問題が発生する恐れがある。
【００４０】
（ｂ）出力された明るさ制御信号にＬＰＦ（ローパスフィルター）をかけ、その出力で制御する方法。
例えばＬＰＦによって１〜３０秒以下の明るさ制御信号の変化分をカットし、その出力によって制御する。この方法によれば、細かい時間の変化分はカットされるため、上記のような短い周期での明暗の変化を避けることができる。
【００４１】
（ｃ）明るさ制御信号の切り替わりエッジを検出する方法。
明るさ制御信号に所定の大きさ以上（例えば６０階調以上）の変化があった場合にのみ調光素子３４を制御する。この方法によれば、シーンの切り替わりなどのみに応じた制御を行うことができる。
【００４２】
このようないずれかの方法において、例えば階調数１９０が明るさ制御信号に決定された場合、最大明るさ（階調数２５５）の光量を１００％とすると、１９０／２５５＝７５％の光量が得られるように調光素子３５を駆動する。本実施形態の場合、調光素子３５は遮光板５であるから、透過率が７５％（遮光率が２５％）となるように遮光板５を回動させる。同様に、階調数２３０が明るさ制御信号である場合、２３０／２５５＝９０％の光量が得られるように調光素子３５を駆動する。
【００４３】
具体的には、ＤＳＰ（２）３３は、機械的な調光手段である遮光板５を駆動する場合には、ＤＳＰ（１）３２において決定された明るさ制御信号に基づいて、遮光板５の設定角度を算出する。なお、ここでの設定角度とは、光源２からの射出光の光量が目標光量となるような遮光板５の設定角度である。例えば、出力された明るさ制御信号に応じてリアルタイムで制御する場合には、上述の目標光量が画像の１フレーム後（１フレームの最後）ごとに設定されている。すなわち、遮光板５は、１フレームごとに新たに設定された目標光量を達成するように駆動される。
続いて、ＤＳＰ（２）３３が、算出した遮光板５の設定角度と、現在の遮光板５の角度とを比較することによって、遮光板５の移動量と移動方向を算出する。
次に、ＤＳＰ（２）３３が、算出した遮光板５の移動量と移動方向に基づいて、ステッピングモータを駆動するための駆動パルス信号を生成する。ここで、本実施形態のプロジェクタ３０においては、ＤＳＰ（２）３３は、駆動パルスを生成する際に、図５（ａ）に示すように、パルスが１フレーム間において均等に配分される駆動パルス信号を生成する。なお、駆動パルス信号のパルス数は、遮光板５の移動量によって一義的に決定されるため、図５（ａ）に示すように、フレームごとに駆動パルス信号のパルス間距離が変化する。
ＤＳＰ（２）３３によって生成された駆動パルス信号は、調光素子ドライバ３４に入力され、調光素子ドライバ３４が駆動パルス信号に基づいて遮光板５を駆動する。
【００４４】
ここで、上述のように、本実施形態のプロジェクタ３０及びその駆動方法においては、フレームごとに、パルスが均等に配分された駆動パルス信号が生成され、この駆動パルス信号に基づいて遮光板５が駆動されるため、図６に示すように、１フレーム後の目標光量まで、射出光の光量が連続的に変化する。このため、射出光の光量がステップ状に変化することを防止することができ、滑らかな調光を実現することができる。よって、本実施形態のプロジェクタ３０及び駆動方法によれば、画像の明るさが不自然に変化することを抑止し、鑑賞者にとって違和感を与えることを抑止することが可能となる。
【００４５】
なお、上述のように、パルスが均等に配分された駆動パルス信号に基づいて遮光板５を駆動することによって射出光の光量が連続的に変化するようにした場合であっても、図６に示すように、１フレーム間の射出光の光量変化が一定にはならない。これは図７に示すように遮光板５の駆動位置に対して明るさが一定の関係にないためである。このように、１フレーム間の射出光の光量変化が一定にならない場合には、画像の明るさが不自然に変化する可能性がある。このため、駆動パルス信号を生成する際に、ＤＳＰ（２）３３において、射出光の光量変化が一定となるように、駆動パルス信号を補正することが好ましい。
【００４６】
具体的には、図７に示すような、遮光板５の駆動位置と射出光の光量との関係を予めＤＳＰ（２）３３が記憶しており、現在の遮光板５の駆動位置から目標光量に対応する駆動位置に遮光板５を回転移動する場合における光量変化が大きい（図７におけるグラフの傾きが大きい）場合には、ＤＳＰ（２）は、その間において、パルス間が長くなるように駆動パルス信号を補正する。逆に、現在の遮光板５の駆動位置から目標光量に対応する駆動位置に遮光板５を回転移動する場合における光量変化が小さい（図７におけるグラフの傾きが小さい）場合には、ＤＳＰ（２）は、その間において、パルス間が短くなるように駆動パルス信号を補正する。図６のフレームＡに対応付けて説明すると、フレームＡにおける始め近傍と終わり近傍における光量変化量が少なく、中央近傍における光量変化が多いため、図８に示すように、フレームＡに対応する駆動パルス信号の始め近傍と終わり近傍におけるパルス間が短くなるように、かつ、中央部近傍におけるパルス間が長くなるように駆動パルス信号を補正する。このような補正を各フレームに対応する駆動パルス信号に対して行うことによって、図９に示すように、各フレーム間における射出光の光量変化が一定となり、さらに画像の明るさが不自然に変化することを抑止し、より鑑賞者にとって違和感を与えることを抑止することが可能となる。
【００４７】
一方、ＤＳＰ（３）３６では、ＤＳＰ（１）３２で決定された明るさ制御信号と映像信号に基づいて映像信号を適当な階調範囲まで伸張する。例えば最大階調範囲にまで伸張する場合、上記の例では表示可能な最大階調数が２５５であるから、図１０（ａ）の例で明るさ制御信号が階調数１９０の場合、階調数０〜１９０までの映像信号を図１０（ｂ）に示すように階調数０〜２５５まで伸張する。
このような照明光量の制御と映像信号の伸張処理によって、映像のダイナミックレンジを拡張しつつ、滑らかな階調表現を実現することができる。
【００４８】
なお、上記実施形態においては、機械的な調光手段としての遮光板５の一形態を有するプロジェクタ３０について説明した。しかしながら、機械的な調光手段としては、種々の構成が考えられる。
【００４９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図１３を参照して説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００５０】
図１３は、本第２実施形態のプロジェクタ１００の概略構成を示した概略構成図である。この図に示すように、本第２実施形態のプロジェクタ１００は、上記第１実施形態のプロジェクタに備えられていた光源２の代わりにＬＥＤ光源２００が設置されている。このＬＥＤ光源２００は、印加される電流値に即座に応答し射出光の光量を調整できるものであり、調光手段としての機能を併せ持つ。このような調光手段としての機能を有するＬＥＤ光源２００が配置されているため、本第２実施形態のプロジェクタ１００においては、上記第１実施形態のプロジェクタ３０に設置されていた遮光板５が設置されていない。
【００５１】
このような構成を有する本第２実施形態のプロジェクタ１００においては、１フレーム後（１フレームの最後）に設定された目標光量まで、射出光の光量が段階的に変化するようにＬＥＤ光源２００に印加される電流が調整される。
具体的には、ＤＳＰ（２）３３において、射出光の光量が段階的に変化するよう駆動信号を生成し、調光素子ドライバ３４を介してＬＥＤ光源２００（調光手段）に供給することによって、図１４に示すように、各フレームにおいて、各フレームの最後に設定された目標光量まで段階的に射出光の光量が変化される。
このような本第２実施形態のプロジェクタ１００によれば、図１４に示すように、射出光の光量が大きくステップ状に変化することを防止することができ、滑らかな調光を実現することが可能となる。よって、画像の明るさが不自然に変化することを抑止し、鑑賞者にとって違和感を与えることを抑止することが可能となる。
また、図１４に示すように、目標光量までの光量の変化量は一定であることが好ましい。これによって、さらに画像の明るさが不自然に変化することを抑止し、鑑賞者にとって違和感を与えることを抑止することが可能となる。
【００５２】
なお、本第２実施形態においては、ＬＥＤ光源２００に調光手段としての機能を併せ持たせることによって、射出光の光量をステップ状に変化することができる構成を採用したが、図１５に示すように、上記第１実施形態のプロジェクタ３０と同様の光源２を用い、遮光板５の代わりに液晶ライトバルブ５００を調光手段として用いることによっても、同様に射出光の光量をステップ状に変化させることができる。
そして、このような構成を有するプロジェクタにおいても、１フレーム後（１フレームの最後）に設定された目標光量まで、射出光の光量を段階的に変化させることによって、画像の明るさが不自然に変化することを抑止し、鑑賞者にとって違和感を与えることを抑止することが可能となる。
なお、このような液晶ライトバルブを調光手段として用いる場合にも、射出光の光量変化が一定となるように、液晶ライトバルブの駆動信号を補正することが好ましい。
【００５３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば遮光板の形状や数、配置等に関しては上記実施形態に限ることなく、適宜変更が可能である。また、上記実施形態では遮光板が光反射性を有するものを用いたが、光吸収性を有する遮光板を用いることもできる。その場合、遮光板の材料としては、黒色アルマイト処理を施したアルミニウムなどを例示することができる。上記実施形態では光変調手段として液晶ライトバルブを用いたプロジェクタの例を挙げたが、光変調手段としてＤＭＤを用いたプロジェクタに本発明を適用することも可能である。
【００５４】
また、上記実施形態においては、本発明の画像表示装置の一例としてプロジェクタを取り上げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、直視型の画像表示装置であっても良い。なお、直視型の画像表示装置とは、例えば、スクリーンの代わりに画面等が配置されており、この画面も含めて一体形成された画像表示装置である。
【００５５】
また、上記実施形態においては、本発明の所定の期間が１フレーム間であるとして説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の所定の期間が２フレーム間であったり、フレームにとらわれない任意の期間であっても構わない。
【００５６】
また、上記実施形態においては、機械的な調光手段として、遮光板を取り上げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、機械的な調光手段として、例えば、光学絞り等を採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の画像表示装置の第１実施形態であるプロジェクタの概略構成を示した概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態における照明装置の拡大側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態における照明装置の拡大側面図である。
【図４】本発明の画像表示装置の第１実施形態であるプロジェクタの駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の画像表示装置の第１実施形態であるプロジェクタの駆動方法について説明するための説明図である。
【図６】本発明の画像表示装置の第１実施形態であるプロジェクタの駆動方法について説明するための説明図である。
【図７】本発明の画像表示装置の第１実施形態であるプロジェクタの駆動方法について説明するための説明図である。
【図８】本発明の画像表示装置の第１実施形態であるプロジェクタの駆動方法について説明するための説明図である。
【図９】本発明の画像表示装置の第１実施形態であるプロジェクタの駆動方法について説明するための説明図である。
【図１０】本発明の画像表示装置の第１実施形態であるプロジェクタにおいて、映像信号から明るさ制御信号を決定する第１の方法を説明するための説明図である。
【図１１】同、第２の方法を説明するための説明図である。
【図１２】同、第３の方法を説明するための説明図である。
【図１３】本発明の画像表示装置の第２実施形態であるプロジェクタの概略構成を示した概略構成図である。
【図１４】本発明の画像表示装置の第２実施形態であるプロジェクタの駆動方法について説明するための説明図である。
【図１５】本発明の画像表示装置の変形例であるプロジェクタの概略構成を示した概略構成図である。
【図１６】従来の画像表示装置の駆動方法について説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
３０，１００……プロジェクタ（画像表示装置）、５……遮光板（調光手段）、２００……ＬＥＤ光源、５００……液晶ライトバルブ
【図１】
2006064825.tif 000003
【図２】
2006064825.tif 000004
【図３】
2006064825.tif 000005
【図４】
2006064825.tif 000006
【図５】
2006064825.tif 000007
【図６】
2006064825.tif 000008
【図７】
2006064825.tif 000009
【図８】
2006064825.tif 000010
【図９】
2006064825.tif 000011
【図１０】
2006064825.tif 000012
【図１１】
2006064825.tif 000013
【図１２】
2006064825.tif 000014
【図１３】
2006064825.tif 000015
【図１４】
2006064825.tif 000016
【図１５】
2006064825.tif 000017
【図１６】
2006064825.tif 000018