(57)【要約】【課題】ＬＥＤの高速応答性を利用して省電力化した投射型映像再生装置を提供する。【解決手段】表示デバイス５に投射光を照射するための光源５として高輝度ＬＥＤ等の高速応答のデバイスを用いる。高輝度ＬＥＤの場合、数百〜数千のＬＥＤを束ねて光源とする。従来のプロジェクタでは、光源は常時一定光量で点灯しており、暗い映像の場合、映像信号の輝度が暗くなるのみであったが、この装置では、光源の高速応答性を利用し、映像が暗い場面では、この映像を明るく変換し、これに合わせて光源を暗くすることで、暗い映像信号をそのまま再生した場合と同じ映像を表示できるようにし、光源を暗くした分だけ省電力を可能にしている。【選択図】  図１
2006267995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号を可視化する映像表示素子と、
前記映像表示素子を駆動する映像表示素子駆動回路と、
前記映像表示素子に投射光を照射するための高速応答の光源と、
前記光源を点灯させる光源駆動回路と、
単位時間の映像信号毎に、前記単位時間の映像信号の輝度値のピーク値を検出するピーク検出処理と、検出されたピーク値の輝度上限値に対する比率または差分に基づく変換係数を算出する変換係数算出処理と、前記単位時間の映像信号の輝度値を、前記変換係数に基づいて増加させるよう変換して前記映像表示素子駆動回路に供給する映像信号変換処理と、前記変換係数に基づいて前記光源の光量を減少させるよう制御値を設定し、この制御値で前記光源駆動回路を制御する光量制御処理と、を実行する映像信号変換部と、
を備えた投射型映像再生装置。
【請求項２】
前記映像信号変換部は、前記変換係数算出処理で算出した変換係数が所定のしきい値未満であった場合、前記しきい値を変換係数として設定して前記映像信号変換処理および前記光量制御処理を行う請求項１に記載の投射型映像再生装置。
【請求項３】
前記変換係数算出処理は、今回の単位時間および過去の１または複数の単位時間の処理時に算出した比率または差分に基づいて変換係数を算出する請求項１または請求項２に記載の投射型映像再生装置。
【請求項４】
前記変換係数算出処理は、今回の単位時間および過去の１または複数の単位時間の処理時に算出した比率または差分を加重平均することによって変換係数を算出し、今回の単位時間の比率が直前の単位時間の比率よりも増加しているとき、前記加重平均における今回の単位時間の比率の重みづけを大きくする、または、今回の単位時間の差分が直前の単位時間の差分よりも減少しているとき、前記加重平均における今回の単位時間の差分の重みづけを大きくする、請求項３に記載の投射型映像再生装置。
【請求項５】
前記映像信号変換部は、前記各処理をデジタル的に実行し、前記変換係数算出処理において、変換係数を最上位ビットのみ１の二進数として算出し、前記映像信号変換処理において、映像信号の各画素の輝度値を、前記変換係数の０の桁数だけビットシフトすることによって増加させる請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の投射型映像再生装置。
【請求項６】
前記映像表示素子駆動回路は、映像信号の輝度値に応じた時間比率で前記映像表示素子を駆動することによって映像信号を可視化し、
前記光源駆動回路は、前記光源に供給する電流値を制御することによって該光源の光量を制御する請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の投射型映像再生装置。
【請求項７】
前記映像表示素子駆動回路は、映像信号の輝度値に応じた透過率または反射率になるように前記映像表示素子を駆動することによって映像信号を可視化し、
前記光源駆動回路は、前記光源に電流を供給する時間比率を制御することによって該光源の光量を制御する請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の投射型映像再生装置。
【請求項８】
前記映像信号変換部は、前記光源に供給する電流値と光量の関係を示すテーブルを記憶しており、
前記光量制御処理は、前記変換係数に基づいて前記光源の光量を決定し、この光量で前記テーブルを検索して電流値を決定し、この電流値を前記光源駆動回路に指示する請求項６に記載の投射型映像再生装置。
【請求項９】
映像信号を可視化する映像表示素子と、
前記映像表示素子を駆動する映像表示素子駆動回路と、
前記映像表示素子に投射光を照射するための高速応答の光源と、
前記光源を点灯させ、前記光源に供給する電流値を制御することによって該光源の光量を制御する光源駆動回路と、
前記光源に供給する電流値と光量の関係を示すテーブルを記憶したテーブル記憶部と、
前記光源の近傍に設けられた光量センサと、
を備えるとともに、
前記光源に供給する電流を最小値から最大値まで変化させるよう前記光源駆動手段に指示して、各電流値における前記光源の光量を前記光量センサを用いて測定し、この測定結果に基づいて前記テーブルを作成してテーブル記憶手段に記憶するテーブル作成処理と、
単位時間の映像信号毎に、該単位時間内の映像信号の輝度値のピーク値を検出するピーク検出処理と、
検出されたピーク値の輝度上限値に対する比率または差分に基づく変換係数を算出する変換係数算出処理と、
前記変換係数に基づいて前記単位時間の映像信号の輝度値を増加させるよう変換して前記映像表示素子駆動回路に供給する映像信号変換処理と、
前記変換係数に基づいて前記光源の光量を決定し、この光量で前記テーブルを参照して前記光源に供給する電流値を決定し、この電流値を前記光源駆動回路に指示する光量制御処理と、
を実行する映像信号変換部を備えた投射型映像再生装置。
【請求項１０】
映像信号を可視化する映像表示素子と、
前記映像表示素子を駆動する映像表示素子駆動回路と、
前記映像表示素子に投射光を照射するための高速応答の光源と、
前記光源を点灯させ、前記光源に供給する電流値を制御することによって該光源の光量を制御する光源駆動回路と、
前記光源に供給する電流値と光量の関係を示すテーブルを記憶したテーブル記憶部と、
該光源の近傍に設けられた光量センサと、
を備えるとともに、
前記光源に供給する電流を最小値から最大値まで変化させるよう前記光源駆動手段に指示して、各電流値における前記光源の光量を前記光量センサを用いて測定し、この測定結果に基づいて前記テーブルを作成してテーブル記憶手段に記憶するテーブル作成処理と、
単位時間の映像信号毎に、該単位時間内の映像信号の輝度値のピーク値を検出するピーク検出処理と、
検出されたピーク値の輝度上限値に対する比率または差分に基づく変換係数を算出する変換係数算出処理と、
前記変換係数に基づいて前記光源に供給する電流値を決定し、この電流値を前記光源駆動回路に指示する光量制御処理と、
前記変換係数に基づいて前記単位時間の映像信号の輝度値を変換するとともに、前記テーブルを参照してこの輝度値を修正して前記映像表示素子駆動回路に供給する映像信号変換処理と、
を実行する映像信号変換部を備えた投射型映像再生装置。
【請求項１１】
前記テーブル作成処理は、装置の電源オン時に実行される請求項９または請求項１０に記載の投射型映像再生装置。
【請求項１２】
前記映像表示素子、前記映像表示素子駆動回路、前記光源、前記光源駆動回路、前記テーブル記憶部、および、前記光量センサをそれぞれ１つ備え、
前記映像信号変換部は、前記１つの光源について前記テーブル作成処理を実行するとともに、複数の色チャンネルの映像信号について、順次、前記ピーク検出処理、前記変換係数算出処理、前記映像信号変換処理、および、前記光量制御処理を実行する請求項９または請求項１０に記載の投射型映像再生装置。
【請求項１３】
前記映像表示素子、前記映像表示素子駆動回路、前記光源、前記光源駆動回路、前記テーブル記憶部、および、前記光量センサをそれぞれ各色チャンネル毎に備え、
前記映像信号変換部は、各色チャンネルの光源について前記テーブル作成処理を実行するとともに、複数の色チャンネルの映像信号について、前記ピーク検出処理、前記変換係数算出処理、前記映像信号変換処理、および、前記光量制御処理を実行する請求項９または請求項１０に記載の投射型映像再生装置。
【請求項１４】
前記前記光源、前記光源駆動回路、前記テーブル記憶部、および、前記光量センサをそれぞれ１つ備えるとともに、
前記映像表示素子、および、前記映像表示素子駆動回路をそれぞれ各色チャンネル毎に備え、
前記映像信号変換部は、前記１つの光源について前記テーブル作成処理を実行するとともに、複数の色チャンネルの映像信号について、前記ピーク検出処理、前記変換係数算出処理、前記映像信号変換処理、および、前記光量制御処理を実行する請求項９または請求項１０に記載の投射型映像再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スクリーンに映像を拡大投射する投射型映像再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像を大きく映して再生するための装置としてプロジェクタが知られている。プロジェクタは、壁面に設置されたスクリーンに光学系を介して映像を投射する装置である。また、筐体前面にスクリーンを設け、筐体内部の背面からこのスクリーンに映像を投射するバック型の装置も実用化されている。
【０００３】
このような投射型の映像再生装置は、強い投射光が必要であるため、従来はたとえば水銀ランプやハロゲンランプ等の光源が用いられていた（たとえば特許文献１）。
【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】
【０００４】
しかし、上記水銀ランプやハロゲンランプは、点灯直後の発光が不安定であるため余熱が必要である、発熱（自己発熱および輻射熱）が大きいために放熱用のファンを用いる必要があり、映像の再生中にファンの駆動音が問題となる、使用後の冷却が必要であるため、ランプを消灯したのちもファンを即座に停止できない、等の欠点があった。
【０００５】
そこで、光源として高輝度ＬＥＤを用いることが考えられている。すなわち、ＬＥＤは応答がよく、点灯してすぐ使用することができるとともに、スペクトルが純粋で輻射熱を伴わないため、上記水銀ランプやハロゲンランプに比べて投射型映像再生装置の光源として好ましい。
【０００６】
しかしながら、ＬＥＤは、１つであれば高輝度ＬＥＤであっも数ルーメン程度の光量しかないため、数百〜数千を束ねて使用する必要があり、これを集光する段階で効率が低下してしまうという問題点があった。
【０００７】
この発明は、ＬＥＤの高速応答性を利用して省電力化した投射型映像再生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】
【０００８】
（１）  この発明は、映像信号を可視化する映像表示素子と、前記映像表示素子を駆動する映像表示素子駆動回路と、前記映像表示素子に投射光を照射するための高速応答の光源と、前記光源を点灯させる光源駆動回路と、
単位時間の映像信号毎に、前記単位時間の映像信号の輝度値のピーク値を検出するピーク検出処理と、検出されたピーク値の輝度上限値に対する比率または差分に基づく変換係数を算出する変換係数算出処理と、前記単位時間の映像信号の輝度値を、前記変換係数に基づいて増加させるよう変換して前記映像表示素子駆動回路に供給する映像信号変換処理と、前記変換係数に基づいて前記光源の光量を減少させるよう制御値を設定し、この制御値で前記光源駆動回路を制御する光量制御処理と、を実行する映像信号変換部と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この発明は、投射型映像再生装置であり、映像表示素子に投射光を照射するための光源として高輝度ＬＥＤ等の高速応答のデバイスを用いる。通常の投射型映像再生装置（プロジェクタ）では、光源は常時一定光量で点灯しているが、この発明では、光源の高速応答性を利用し、映像が暗い場面では、この映像を明るく変換し、これに合わせて光源を暗くすることで、暗い映像信号をそのまま再生した場合と同じ映像を表示できるようにし、光源を暗くした分だけ省電力を可能にしている。
【００１０】
上記単位時間は、たとえば、映像の１フレーム，１水平走査期間等である。この期間の映像信号のなかで最も高い輝度値をピーク値とし、そのピーク値が限度値になるように変換係数を定めて、映像信号の輝度値を変換する。この変換係数が、当該単位時間における最大の変換係数である。これにより、映像信号の変換幅を最大にすることができ、これに対応して、光源の光量を最も暗くすることができる。
【００１１】
なお、モノクロームの場合には、輝度信号Ｙに対して単位時間あたり１回この処理を行えばよく、カラーの場合には、単位時間あたりその色数分だけ、並列にまたは順次この処理を行う。たとえば、ＲＧＢ三原色の場合には、それぞれの色について各１回、計３回の処理を１単位時間内に実行する。この場合、この発明の輝度値は、ＲＧＢの各色成分信号の成分値である。
【００１２】
（２）  この発明は、前記映像信号変換部が、前記変換係数算出処理で算出した変換係数が所定のしきい値未満であった場合、前記しきい値を変換係数として設定して前記映像信号変換処理および前記光量制御処理を行うことを特徴とする。
【００１３】
変換係数が大きいと、映像信号の輝度値および光源の光量を大きく変換することになる。すなわち、映像信号を非常に明るく、光源の光量を非常に小さく（暗く）変換することになる。しかし、たとえばＬＥＤ等の光源は、安定的に動作する最低限の電圧・電流が存在し、それ以下の電流・電圧では点灯が不安定になってしまう。そこで、この発明では、このような動作が不安定になるような電流・電圧を印加する領域までは変換を行わないように、変換係数にしきい値を設定し、変換係数がしきい値を超えた場合でも、しきい値を限度として変換を行うようにしている。これにより、光源の光量を低下させる変換を行う場合でも、光源が安定して動作する範囲で変換することが可能になる。
【００１４】
（３）  この発明は、前記変換係数算出処理が、今回の単位時間および過去の１または複数の単位時間の処理時に算出した比率または差分に基づいて変換係数を算出することを特徴とする。
【００１５】
この発明では、単位時間ごとに、映像信号の輝度値を変換するとともに光源の光量を制御するが、映像信号の輝度値および光源の光量が単位時間ごとに大きく変化した場合、量子化誤差やリニアリティの誤差等により画面がチラつくおそれがある。したがって、過去の値と平均化することによって、極端な変化を和らげてチラつきを防止する。
【００１６】
（４）  この発明は、前記変換係数算出処理が、今回の単位時間および過去の１または複数の単位時間の処理時に算出した比率または差分を加重平均することによって変換係数を算出し、今回の単位時間の比率が直前の単位時間の比率よりも増加しているとき、前記加重平均における今回の単位時間の比率の重みづけを大きくする、または、今回の単位時間の差分が直前の単位時間の差分よりも減少しているとき、前記加重平均における今回の単位時間の差分の重みづけを大きくすることを特徴とする。
【００１７】
この発明では、画面が明るくなるときに、今回の単位時間の値に対する重みづけを大きくすることにより、今回の値への追従性を高くした。これにより、暗いシーンから明るいシーンに変化させる映像手法（場面の転換やインパクトのある映像効果）等の再現性をよくすることができる。
【００１８】
（５）  この発明は、前記映像信号変換部が、前記各処理をデジタル的に実行し、前記変換係数算出処理において、変換係数を最上位ビットのみ１の二進数として算出し、前記映像信号変換処理において、映像信号の各画素の輝度値を、前記変換係数の０の桁数だけビットシフトすることによって増加させることを特徴とする。
【００１９】
映像信号の変換等の処理をデジタル的に処理する場合、映像信号は各画素ごとの二進数のデータとして表される。単位時間内に全ての画素の輝度値を変換する処理は膨大な演算を伴い処理部の負担は大きい。そこで、変換係数を二進数で例えば“１００００”（＝１６）など最上位ビットのみ１の二進数で表し、これを乗算することにより、映像信号の輝度値を変換する。最上位ビットのみ１の係数の乗算はビットシフトのみでよいため処理が容易であり、処理部の負担を軽くすることが可能になる。
【００２０】
（６）  この発明は、前記映像表示素子駆動回路が、映像信号の輝度値に応じた時間比率で前記映像表示素子を駆動することによって映像信号を可視化し、前記光源駆動回路が、前記光源に供給する電流値を制御することによって該光源の光量を制御することを特徴とする。
【００２１】
この発明では、映像表示素子として、たとえばデジタルミラーデバイス等のＰＷＭによるオン時間幅で輝度を表現するデバイスを用いた場合、映像表示素子駆動回路は、ＰＷＭ制御で各画素の輝度を制御する。これに対応して光源駆動回路は、電流値を制御することによって光量を制御し、単位時間内はその制御された光量で一定に点灯するようにする。このように一方がＰＷＭ制御の場合には、他方をスタティック制御にすることにより、双方の制御が有効に相乗されるようにしている。
【００２２】
（７）  この発明は、前記映像表示素子駆動回路は、映像信号の輝度値に応じた透過率または反射率になるように前記映像表示素子を駆動することによって映像信号を可視化し、前記光源駆動回路が、前記光源に電流を供給する時間比率を制御することによって該光源の光量を制御することを特徴とする。
【００２３】
この発明では、映像表示素子として、ＬＣＤ等のアナログ／スタティックデバイスを用いた場合、映像表示素子駆動回路は、この映像表示素子に供給する電圧で各画素の輝度を制御し、その画素の表示期間中はスタティックにその輝度に制御する。そして、光源駆動回路は、ＰＷＭ等の時間比率による制御で光源の光量を制御する。光源の光量制御は、時間比率で行うとリニアリティ（操作量（光量制御データ）と制御量（実際の光量）が正比例関係になっていること）を正確にすることができる。
【００２４】
（８）  この発明は、前記映像信号変換部が、前記光源に供給する電流値と光量の関係を示すテーブルを記憶しており、前記光量制御処理は、前記変換係数に基づいて前記光源の光量を決定し、この光量で前記テーブルを検索して電流値を決定し、この電流値を前記光源駆動回路に指示することを特徴とする。
【００２５】
ＬＥＤ等の光源素子を電流値で光量制御した場合、図４（Ｂ）に示すように制御信号に対する光出力が正比例関係にならずズレが生じる。このずれを補償するために、前記テーブルに基づいて光源に供給する電流値を決定し、リニアリティを維持するようにしている。
【００２６】
（９）  この発明は、映像信号を可視化する映像表示素子と、前記映像表示素子を駆動する映像表示素子駆動回路と、前記映像表示素子に投射光を照射するための高速応答の光源と、前記光源を点灯させ、前記光源に供給する電流値を制御することによって該光源の光量を制御する光源駆動回路と、前記光源に供給する電流値と光量の関係を示すテーブルを記憶したテーブル記憶部と、前記光源の近傍に設けられた光量センサと、を備えるとともに、
前記光源に供給する電流を最小値から最大値まで変化させるよう前記光源駆動手段に指示して、各電流値における前記光源の光量を前記光量センサを用いて測定し、この測定結果に基づいて前記テーブルを作成してテーブル記憶手段に記憶するテーブル作成処理と、単位時間の映像信号毎に、該単位時間内の映像信号の輝度値のピーク値を検出するピーク検出処理と、検出されたピーク値の輝度上限値に対する比率または差分に基づく変換係数を算出する変換係数算出処理と、前記変換係数に基づいて前記単位時間の映像信号の輝度値を増加させるよう変換して前記映像表示素子駆動回路に供給する映像信号変換処理と、前記変換係数に基づいて前記光源の光量を決定し、この光量で前記テーブルを参照して前記光源に供給する電流値を決定し、この電流値を前記光源駆動回路に指示する光量制御処理と、を実行する映像信号変換部を備えたことを特徴とする。
【００２７】
（１０）  この発明は、映像信号を可視化する映像表示素子と、前記映像表示素子を駆動する映像表示素子駆動回路と、前記映像表示素子に投射光を照射するための高速応答の光源と、前記光源を点灯させ、前記光源に供給する電流値を制御することによって該光源の光量を制御する光源駆動回路と、前記光源に供給する電流値と光量の関係を示すテーブルを記憶したテーブル記憶部と、該光源の近傍に設けられた光量センサと、を備えるとともに、
前記光源に供給する電流を最小値から最大値まで変化させるよう前記光源駆動手段に指示して、各電流値における前記光源の光量を前記光量センサを用いて測定し、この測定結果に基づいて前記テーブルを作成してテーブル記憶手段に記憶するテーブル作成処理と、単位時間の映像信号毎に、該単位時間内の映像信号の輝度値のピーク値を検出するピーク検出処理と、検出されたピーク値の輝度上限値に対する比率または差分に基づく変換係数を算出する変換係数算出処理と、前記変換係数に基づいて前記光源に供給する電流値を決定し、この電流値を前記光源駆動回路に指示する光量制御処理と、前記変換係数に基づいて前記単位時間の映像信号の輝度値を変換するとともに、前記テーブルを参照してこの輝度値を修正して前記映像表示素子駆動回路に供給する映像信号変換処理と、を実行する映像信号変換部を備えたことを特徴とする。
【００２８】
（１１）  この発明は、上記発明において、前記テーブル作成処理を、装置の電源オン時に実行さすることを特徴とする。
【００２９】
（１２）  この発明は、上記発明において、前記映像表示素子、前記映像表示素子駆動回路、前記光源、前記光源駆動回路、前記テーブル記憶部、および、前記光量センサをそれぞれ１つ備え、前記映像信号変換部は、前記１つの光源について前記テーブル作成処理を実行するとともに、複数の色チャンネルの映像信号について、順次、前記ピーク検出処理、前記変換係数算出処理、前記映像信号変換処理、および、前記光量制御処理を実行することを特徴とする。
【００３０】
（１３）  この発明は、上記発明において、前記映像表示素子、前記映像表示素子駆動回路、前記光源、前記光源駆動回路、前記テーブル記憶部、および、前記光量センサをそれぞれ各色チャンネル毎に備え、前記映像信号変換部は、各色チャンネルの光源について前記テーブル作成処理を実行するとともに、複数の色チャンネルの映像信号について、前記ピーク検出処理、前記変換係数算出処理、前記映像信号変換処理、および、前記光量制御処理を実行することを特徴とする。
【００３１】
（１４）  この発明は、上記発明において、前記前記光源、前記光源駆動回路、前記テーブル記憶部、および、前記光量センサをそれぞれ１つ備えるとともに、前記映像表示素子、および、前記映像表示素子駆動回路をそれぞれ各色チャンネル毎に備え、前記映像信号変換部は、前記１つの光源について前記テーブル作成処理を実行するとともに、複数の色チャンネルの映像信号について、前記ピーク検出処理、前記変換係数算出処理、前記映像信号変換処理、および、前記光量制御処理を実行することを特徴とする。
【００３２】
（作用）
（９）〜（１４）の発明は、投射型映像再生装置であり、映像表示素子に投射光を照射するための光源として高輝度ＬＥＤ等の高速応答のデバイスを用いる。通常の投射型映像再生装置（プロジェクタ）では、光源は常時一定光量で点灯しているが、この発明では、光源の高速応答性を利用し、映像が暗い場面では、この映像を明るく変換し、これに合わせて光源を暗くすることで、暗い映像信号をそのまま再生した場合と同じ映像を表示できるようにし、光源を暗くした分だけ省電力を可能にしている。
【００３３】
上記単位時間は、たとえば、映像の１フレーム，１水平走査期間等である。この期間の映像信号のなかで最も高い輝度値をピーク値とし、そのピーク値が限度値になるように変換係数を定めて、映像信号の輝度値を変換する。この変換係数が、当該単位時間における最大の変換係数である。これにより、映像信号の変換幅を最大にすることができ、これに対応して、光源の光量を最も暗くすることができる。
【００３４】
なお、モノクロームの場合には、輝度信号Ｙに対して単位時間あたり１回この処理を行えばよく、カラーの場合には、単位時間あたりその色数分だけ、並列にまたは順次この処理を行う。たとえば、ＲＧＢ三原色の場合には、それぞれの色について各１回、計３回の処理を１単位時間内に実行する。この場合、この発明の輝度値は、ＲＧＢの各色成分信号の成分値である。
【００３５】
光源駆動回路は、電流値を制御することによって光量を制御し、単位時間内はその制御された光量で一定に点灯する。ＬＥＤ等の光源素子を電流値で光量制御した場合、図４（Ｂ）に示すように制御信号に対する光出力が正比例関係にならずズレが生じる。このずれを補償するために、前記テーブルに基づいて光源に供給する電流値を決定し、リニアリティを維持するようにしている。
【発明の効果】
【００３６】
以上のようにこの発明によれば、輝度値の低い映像信号（暗い映像）を再生表示するとき、通常は、映像表示素子で可視化する映像を暗くしていたものを、映像表示素子で可視化する映像を明るく変換し、この明るく変換した分だけ光源の光量を低下させて暗い映像を再生表示するようにした。これにより、光源の光量を必要最小限に抑えることができ、光源の消費電力を少なく抑えることができるとともに、光源の寿命を延ばすことができる。
【００３７】
また、光量比に応じて光源に供給する電流値を補正することにより、光量のリニアリティを維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
Ｉ．装置の構成の説明
図面を参照してこの発明の実施形態である投射型映像表示装置（プロジェクタ）について説明する。この投射型映像再生装置は、デジタルミラーデバイス等の表示デバイスに映像を表示させ、この映像をＬＥＤの光源で照射してスクリーンに投射するものである。
【００３９】
図１は同投射型映像表示装置のブロック図である。投射型映像表示装置は、映像信号を可視化する表示デバイス５、表示デバイス５に投射光を照射する光源４、光源４の光を表示デバイス５に導く集光光学系６、表示デバイス上の映像をスクリーンに投射するための投射光学系７を有するとともに、前記表示デバイス５を駆動する表示デバイスドライバ２、光源４を制御する光源ドライバ３、入力された映像信号を処理し、変換された映像信号を表示デバイスドライバ２に入力するとともに光源制御信号を光源ドライバに入力する映像信号処理部１を有している。なお、光源４は図４に示すようにフォトダイオード２５を有している。
【００４０】
集光光学系６は、コンデンサレンズ、ロッドインテグレータ、ダイクロイックミラー等からなっている。また、投射光学系７は、ダイクロイックミラー、投射レンズ等からなっている。
【００４１】
この実施形態の投射型映像再生装置では、光源４に高速の応答特性を有する発光素子を用いる。代表的には高輝度ＬＥＤを用いればよく、以下高輝度ＬＥＤを用いた例について説明する。
【００４２】
同図は、装置対向してスクリーン８が設置され、投射光学系７から照射された映像がスクリーン８に投射されるプロジェクタを示しているが、筐体正面に設けられたスクリーンに、筐体内部の背面から映像を投射するバック型の映像表示装置であってこの発明を同様に適用することができる。
【００４３】
また、同図では、表示デバイス５をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色のそれぞれに１枚ずつ備え、１つの光源４からダイクロイックミラーで分光して各表示デバイスに光を照射する３板１光源の構成を示しているが、この発明は、図２に示すような、１枚の表示デバイスで時分割にＲＧＢ３原色を再生する１板１光源の構成（同図（Ａ））、３枚の表示デバイス５のそれぞれに光源を別々に備えた３板３光源の構成（同図（Ｂ））にも同様に適用することができる。
【００４４】
なお、カラー映像を表示する場合の成分色は、ＲＧＢ３原色に限定されず、より多くの色（たとえば６色）を用いて表示してもよいが、以下の説明では、代表的なＲＧＢ３原色について説明する。
【００４５】
時分割で３原色を表示する１板１光源構成の場合には、光源４として多色発光のＬＥＤを用い、表示デバイス５で再生しているチャンネル（ＲＧＢいずれかのチャンネル）に応じた色に発光させる。また、３板１光源構成の場合には、光源４として白色ＬＥＤを用い、色分解またはフィルタを用いて各表示デバイス５にＲＧＢの光を供給する。また、３板３光源の構成の場合には、各チャンネルに対応した色に発光するＬＥＤを用いればよい。すなわち、Ｒチャンネルには赤色ＬＥＤを用い、Ｇチャンネルには緑色ＬＥＤを用い、Ｂチャンネルには青色ＬＥＤを用いる。
【００４６】
図３は、前記映像信号処理部１の構成を示す図である。映像信号処理部１は、入力された映像信号を１フレーム分バッファする入力バッファ１１、１フレーム分の映像データの各画素のなかから、最高の輝度値を検出するピーク検出部１２、ピーク検出部１２が検出したピークに基づいて映像信号を明るく変換する輝度値変換係数ｂおよび光源の光量を小さく変換する光量制御係数ａを算出する係数算出部１３、輝度値変換係数ｂに基づいて入力バッファ１１に記憶している映像信号の輝度値を変換する輝度値変換部１４、輝度値変換部１４で変換された映像信号をバッファする出力バッファ１７、光量制御係数ａに基づいて光量制御データを決定する光量決定部１５、光量決定部１５が用いる光量制御データテーブル１６、光量決定部１５が決定した光量制御データをバッファする光量制御データバッファ１８を有している。
【００４７】
なお、この図では、入力バッファ１１、出力バッファ１７、光量制御データバッファ１８をＲＧＢ３原色のそれぞれ１つずつ並列に備えている。この構成は、映像信号処理部１が１または３つの表示デバイス５および１または３つの光源４に対して１つ設けられている場合の構成である。この映像信号処理部１が、ＲＧＢそれぞれに１つずつ設けられている場合には、各映像信号処理部１は、入力バッファ１１、出力バッファ１７，光量制御データバッファ１８を対応するチャンネル用に１つ設ければよい。
【００４８】
なお、映像信号処理部１をＲＧＢに共通に１つ設けるかそれぞれ別々に設けるかの選択と、表示デバイス５および光源４をＲＧＢに共通に１つ設けるかそれぞれ別々に設けるかの選択は、互いに独立した選択であり、どのような組み合わせでもよい。
【００４９】
入力バッファ１１は、１フレーム（単位時間）分の映像信号（デジタル映像信号）をバッファする。ピーク検出部１２は、入力バッファ１１にバッファされた映像信号の各画素（輝度値）をスキャンしてそのフレームで最大の輝度値を検出し、検出した輝度値をピーク値として係数算出部１３に出力する。
【００５０】
係数算出部１３は、入力されたピーク値Ｐに基づいてバッファされている１フレーム分の画素データの輝度値（画素値）を変換するための輝度値変換係数ｂおよび光源ＬＥＤの光量を制御するための光量制御補正係数ａを算出する。この算出方法の詳細については後述するが、要するに、暗い映像の場合に、映像信号の輝度値を大きくし、その分光源の光量を少なくすることにより、光源に供給する電力を少なくしようとするものである。
【００５１】
係数算出部１３が算出した輝度値変換係数ｂは輝度値変換部１４に入力される。輝度値変換部１４は、入力バッファ１１から１フレーム分の映像信号を取り込み、各画素データに輝度値変換係数ｂを乗算して各画素の輝度値を変換する。これにより、映像信号は元の映像よりも明るいものに変換される。変換された映像信号は、出力バッファ１７に書き込まれる。
【００５２】
出力バッファ１７に書き込まれた映像信号は、次のフレームの表示タイミングに表示デバイスドライバ２によって読み出され、表示デバイス５上に表示される。
【００５３】
また、係数算出部１３が算出した光量制御係数ａは、光量決定部１５に入力される。この光量決定部１５は、図４（Ｂ）に示す光量制御データテーブル１６を参照して入力された光量制御係数ａを光量制御データ（光源４に供給する電流値を表すデータ）に変換する。
【００５４】
光量制御データテーブル１６は、光源４（ＬＥＤ）に供給する電流値に対する光源４（ＬＥＤ）の光量（光出力）の関係を記憶したテーブルであり、フルパワー時の光量に対する光量比率を表す光量制御係数ａでこのテーブルを検索することにより、光源４に供給すべき電流値（フルパワー時の電流に対する電流比率）を読み出すことができる。
【００５５】
なお、図４（Ｂ）は、２種類の光量制御データテーブルを示している。同図上段は、光量と電流値の関係を表したものであり、フルパワー時の光量に対する光量比率（光量制御係数ａ）からフルパワーの電流値に対する電流比率を割り出す光量−電流の変換テーブルである。同図下段は、光量比率に対応する電流比率の（正比例関係からの）誤差を表す誤差テーブルであり、光量比率にこの誤差を乗算することによって電流比率を算出することができるものである。
【００５６】
この光量制御データテーブル１６は、光源４に光量検出用のセンサであるフォトダイオード２５（図４（Ａ）参照）を設け、光源４のＬＥＤに対する供給電流を連続的に変化させて実測して作成したものである。
【００５７】
この光量制御データテーブル１６の作成は、いつ行ってもよいが、この装置の電源投入時や、映像信号の入力が停止したインターバルの間に行うのが適当である。
【００５８】
このテストモードの動作は、ＬＥＤ２２に供給する電流をリニアに変化させるような制御を行い、各電流値でどれだけの光量が出力されているかをフォトダイオード２５で実測して、これをテーブル化する動作である。映像信号として黒を入力しておけば、スクリーン８に映像が投射されることはない。
【００５９】
なお、ＬＥＤの特性は比較的均一であるため、ＬＥＤメーカから提供される平均的な特性データをそのまま使用してもよい。
【００６０】
図４（Ａ）は、光源ドライバ３を示す図である。光源ドライバ３では、Ｄ／Ａコンバータ２０が、映像信号処理部１の光量決定部１５から入力された光量制御データをアナログの電流制御電圧Ｖｉに変換し、定電流回路２１に入力する。定電流回路２１は、この電流制御電圧Ｖｉで決定される電流Ｉｆを、光源（光源ユニット）４に実装されているＬＥＤデバイス２２に供給することにより、所定の光量でＬＥＤデバイス２２を発光させる。なお、定電流回路は、コンパレータ２１０、電流制御トランジスタ２１１および基準抵抗２１２（抵抗値Ｒｉ）からなっており、供給電流ＩｆはＶｉ／Ｒｉで決定される。
【００６１】
上述したように、光源ユニット４には、発光量検出用のフォトダイオード２５が設けられており、このフォトダイオード２５の抵抗値の変化によりＬＥＤデバイス２２の発光量を検出する。すなわち、フォトダイオード２５は、一方の端子に検出用電圧Ｖｄｄが印加され、他方の端子が抵抗器Ｒｄを介して接地されている。フォトダイオード２５および抵抗器Ｒｄには、ＬＥＤ２２発光量に応じた電流Ｉｐが流れ、抵抗器Ｒｄの両端には、検出電圧Ｖｐ（＝Ｉｐ×Ｒｄ）が生じる。
【００６２】
光量制御データテーブルを実測で作成するテストモード時には、この電圧ＶｐをＡ／Ｄコンバータ２７がデジタルデータに変換し、映像信号処理部１に入力する。映像信号処理部１は、Ｄ／Ａコンバータ２０−定電流回路２１を介してＬＥＤ２２に供給した電流値とＡ／Ｄコンバータ２７から入力された光量検出データに基づいて図４（Ｂ）に示す内容の光量制御データテーブルを作成する。
【００６３】
なお、この光源ドライバ３は、光源ユニット４（ＬＥＤ２２）に供給する電流を制御することによって、光源の光量を制御する構成になっているが、光量制御データに基づくパルス幅で光源を点灯させるＰＷＭ制御で光源を点灯させる場合には、Ｄ／Ａコンバータ２０から出力された電圧ＶｉをＰＷＭ信号生成回路（電圧Ｖｉとのこぎり波とをコンパレータに入力し、のこぎり波がＶｉを超えない期間パルスを生成する回路）に入力し、このＰＷＭ信号生成回路が出力したＰＷＭ信号でＬＥＤをオン／オフ制御すればよい。
【００６４】
ＰＷＭ制御の場合には、パルス幅と光量は完全にリニアである（正比例している）ため、フォトダイオード２５を用いたテーブルの作成やリニアリティの補正は不要である。
【００６５】
なお、表示デバイス５の輝度制御も、輝度に対応する所定の透過率または反射率で表示デバイスを駆動するスタティック制御と、輝度に対応する時間幅だけ１００パーセントの透過率または反射率で表示デバイスを駆動する時分割（ＰＷＭ）制御があるが、表示デバイス５が時分割制御の場合には、光源４をスタティック制御とし、表示デバイス５がスタティック制御の場合には、光源４を時分割制御とする。
【００６６】
上述したように、光量決定部１５は、図４（Ｂ）の上段に示した光量−電流の変換テーブル（光源４（ＬＥＤ）に供給する電流値に対する光源４（ＬＥＤ）の光量（光出力）の関係を記憶したテーブル）に代えて、同図下段に示した誤差テーブル（電流値と光量とが正比例した場合の直線からの誤差を表すテーブル）を記憶して補正するようにしてもよい。
【００６７】
さらに、この誤差テーブルを輝度値変換部１４に与えて、この誤差分を各画素の輝度値に反映させて、光量の誤差を輝度値で補償するようにしてもよい。
【００６８】
すなわち、光源４は、光量制御係数ａで示される比率でそのまま電流を制御して点灯制御し、この制御による光量の誤差分を誤差テーブルで求め、この誤差分を映像信号の輝度値を増減して補償する。
【００６９】
なお、このテーブル（光量制御データテーブルまたは誤差テーブル）は、ＬＥＤメーカから供給されるデータに基づいて作成してもよい。
【００７０】
ＩＩ．変換手順の説明
上記構成の投射型映像再生装置で映像信号の輝度値（ピーク値）に基づいて変換係数を決定し、かつ、映像信号の輝度値の変換、および、光源の光量制御の手順について説明する。
【００７１】
（１）まず、１フレームの全画素のなかで最も輝度の高い画素の輝度値をピーク値とする。
【００７２】
（２）このピーク値を輝度限度値（フルカラー（ＲＧＢ各成分８ビット量子化）の場合２５５）で除算して輝度比率Ａを算出する。
【００７３】
（３−１）この輝度比率Ａを光量制御係数ａとして決定し、その逆数１／ａ＝ｂを輝度値変換係数として決定して、輝度値変換部１４に入力する。
【００７４】
（３−２）（供給する電流値で光量を制御するスタティック制御で光源４を制御する場合）この輝度比率Ａがしきい値（０．１）以上であれば、このＡをそのまま光量制御係数ａとして決定し、その逆数１／ａ＝ｂを輝度値変換係数として決定して、輝度値変換部１４に入力する。
【００７５】
輝度比率Ａがしきい値を下回るようであれば、光量制御係数ａをこのしきい値とし、その逆数を輝度値変換係数として映像信号変換部１４に入力する。
【００７６】
これは、ＬＥＤ２２は供給電流の少ない状態（印加電圧の低い領域）では動作が不安定になり、安定した点灯状態を維持することが困難になるため、安定した動作を補償できる最低限の値をしきい値として設定し、輝度比率Ａがこれを下回った場合でも、このしきい値を限度として変換・制御を行うようにしている。
【００７７】
（４）また、ピーク値が０、すなわち（各成分色について）暗転状態であれば、輝度値変換係数ｂに１を設定する。輝度値変換部１４は、輝度値変換係数ｂとして１が入力されると、入力バッファ１１の映像信号に対して何も処理を行わずそのまま出力バッファ１７に転記する。
【００７８】
（５）（スタティック制御で光源４を制御する場合）暗転状態では、光量制御係数ａを前記しきい値（０．１）に設定するが、暗転状態が継続すると徐々にこの値ａをしきい値から小さくしてゆく。この小さくしてゆく傾斜は、約１秒でａ＝０（消灯）になる程度である。これにより、暗転状態の黒浮きを無くするとともに、更なる省電力化が可能になる。
【００７９】
（６）また、光量制御係数ａを決定する場合、今回の輝度比率Ａのみに基づいて決定するのではなく、過去の輝度比率または過去の光量制御係数と平均化して決定するようにしてもよい。たとえば、前回の輝度比率Ａold と平均化して光量制御係数ａを決定する場合には、ａ＝αＡ＋βＡold で今回の光量制御係数ａが算出される（α，βは重みづけ係数）。また、前回の光量制御係数ａold と平均化して光量制御係数ａを決定する場合には、ａ＝αＡ＋βａold で今回の光量制御係数ａが算出される（α，βは重みづけ係数）。
【００８０】
これは、光源の光量および映像信号の変換量をフレーム毎に極端に変化させた場合、たとえば量子化誤差やリニアリティのズレ等により映像にチラつきが生じるおそれがある。そこで、光量制御係数ａや輝度値変換係数ｂの極端な変化を防止するために、過去の輝度比率または過去の光量制御係数と平均化して今回の光量制御係数ａ，輝度値変換係数ｂを算出する。
【００８１】
（７）上記制御において、映像が明るくなっているとき（今回の輝度比率Ａ（または今回のピーク値Ｐ）が前回の輝度比率Ａold （または前回のピーク値Ｐold ）以上の場合には、今回の値の重みづけ係数αを大きくし、映像が暗くなっているとき（今回の輝度比率Ａ（または今回のピーク値Ｐ）が前回の輝度比率Ａold （または前回のピーク値Ｐold ）未満の場合には、今回の値の重みづけ係数αを前回の値の重みづけ係数βと同じ程度にする。
【００８２】
これは、画面が明るく変化する場合は、フェードアウト後のシーンの転換など場面が大きく変化する場合が多いこと、また、暗い場面から明るい場面に急に変化させて注意を惹きつける映像効果が存在することなどに鑑み、映像が明るく変化した場合には今回の値の重みづけを大きくして変化によく追従するようにしたものである。
【００８３】
上記処理のうち、（１）、（２）、（３−１）は必須であるが、（３−２）以下はオプションであり、これらのどのように組み合わせてもよい。いずれにしても、本願発明の技術的範囲である。
【００８４】
図５は、種々の映像と、その映像に応じた映像信号の変換および光量の制御の例を示した図である。この図では、７つの映像（フレーム１〜フレーム７）を例示している。
フレーム１〜７は、それぞれ以下のようである。
【００８５】
フレーム１：全面黒の映像（暗転状態）
フレーム２：グレーの背景に赤（Ｒ）の帯が表示されている映像
フレーム３：グレーの背景に緑（Ｇ）の帯が表示されている映像
フレーム４：グレーの背景に青（Ｂ）の帯が表示されている映像
フレーム５：グレーの背景に黒の帯が表示されている映像
フレーム６：グレーの背景に白の帯が表示されている映像
フレーム７：全面白の映像
この図において、上記処理は各色成分（ＲＧＢ）毎に行われている。各色成分において、入力された映像信号（入力信号）のピークが、輝度限度値（たとえば２５５）になるように変換されて、表示信号として表示デバイスドライバ２に出力される。
【００８６】
たとえば、フレーム２の映像信号においては、Ｒチャンネルは、輝度１００パーセント％の部分（赤の帯の部分）があるため、ピーク値は１００パーセントである。したがって、映像信号を大きく変換する余地がないため、輝度値変換係数ｂ，光量制御係数ａは、１のままである。一方、Ｇチャンネルは、輝度４０パーセントのグレーの領域と、緑が全く表示されない０パーセントの領域がある。そこで、輝度値変換係数を２．５として、輝度を変換し、光量制御係数ａを０．４とする。これにより、このフレームのこのチャンネルでは６０パーセントの光量を節約できる。また、このフレームではＢチャンネルも同様に６０パーセントの光量を節約することができる。
【００８７】
である。
【００８８】
このことは、他のフレームでも同様であり、トータルすれば、４０パーセントの光量（電力）を節減することができる。なお、モノクローム（グレースケール）映像に適用した場合、この処理は、１チャンネルの輝度値Ｙに対する処理となる。
【００８９】
なお、上記変換手順の（１）では、入力バッファ１１に保存された１フレーム分のデータをスキャンして輝度のピーク値を検出してもよく、入力される映像信号をリアルタイムにチェックしてピーク値をホールドし、１フレーム分の映像信号が入力されたときにホールドされているピーク値を用いるようにしてもよい。
【００９０】
ＩＩＩ．映像信号処理部の動作の説明
図６を参照して係数算出処理について説明する。まず、ピーク検出部１２から輝度ピーク値Ｐを入力する（ｓ１）。このピーク値Ｐが０の場合には、画面（この色成分）が暗転しているとして暗転時処理（ｓ２０以下）に進む。
【００９１】
ピーク値Ｐが０でない（０より大きい）ければ暗転中であることを示す暗転フラグＦｚをリセットし（ｓ３）、このピーク値Ｐを輝度限度値（８ビットの場合２５５）で除して輝度比率値Ａを算出する（ｓ４）。この輝度比率値Ａは、このフレーム（この色成分）のピーク値が輝度限度値のどの程度の比率であるを示す値である。
【００９２】
輝度値変換係数ｂおよび光量制御係数ａは、今回の輝度比率Ａと前回（前フレームの同じ色成分）の輝度比率Ａold との平均で求めるが、輝度が前回よりも上昇しているときには今回の値の重みづけを大きくし、輝度が前回よりも低下しているときは今回の値と前回の値との重みづけの比率を同じにする。
【００９３】
今回の輝度比率Ａが前回（前フレームの同色）の輝度比率Ａold 以上であるかを判定する（ｓ５）。
【００９４】
今回の輝度比率Ａが前回の輝度比率Ａold 以上の場合には、今回の輝度比率Ａに対する重みづけ係数αを０．８に設定し、前回の輝度比率Ａold に対する重みづけ係数βを０．２に設定する（ｓ６）。一方、今回の輝度比率Ａが前回の輝度比率Ａold 未満であった場合には、今回の輝度比率Ａに対する重みづけ係数α，前回の輝度比率Ａold に対する重みづけ係数βをともに０．５に設定する（ｓ７）。そして、α×Ａ＋β×Ａold の演算で光量制御係数ａを算出する（ｓ８）。
なお、ここでは、今回の輝度比率Ａを前回の輝度比率Ａold と平均して光量制御係数ａを算出しているが、前回の光量制御係数ａold と平均して算出してもよい。
【００９５】
次に、算出された光量制御係数ａが０．１を超えているかを判断する（ｓ９）。０．１を超えている場合には、この係数を用いて光源４をスタティック制御しても正常に動作する範囲内であるため、この光量制御係数ａをそのまま用いるとともに、このａの逆数を輝度値変換係数ｂとする（ｓ１０）。
【００９６】
一方、ｓ８の動作で算出された輝度変換係数ａが０．１未満であった場合には、この値では光源４（ＬＥＤ）が正常に動作しないおそれがあるため、光量制御係数ａを正常な動作が保証される最低の制御範囲である０．１に書き換え、これに対応して輝度値変換係数ｂを１０とする（ｓ１１）。
【００９７】
そして、決定された光量制御係数ａに基づいて光源制御データを割り出し（ｓ１２）、この光源制御データを光源ドライバ３に出力するとともに（ｓ１３）、輝度値変換係数ｂを輝度値変換部１４に入力する（ｓ１４）。
【００９８】
次に、ｓ２０以下の暗転処理について説明する。ｓ２でピーク値が０であると判定された場合には、まず輝度値変換係数ｂを１とする（ｓ２０）。この輝度値変換係数ｂが１であると、輝度値変換部１４は、輝度値変換処理を行わず（スキップし）、入力バッファ１１から入力した映像信号をそのまま出力バッファ１７に転送する。
【００９９】
次に暗転フラグＦｚがセットしているか否かを判断する（ｓ２１）。このＦｚがセットしていることは、以前のフレームから暗転状態が継続していることを意味する。
Ｆｚがセットしていない場合（暗転が始まった場合）には、光量制御係数ａを０．１にセットするとともに（ｓ２２）、フラグＦｚをセットして（ｓ２３）、ｓ１２に進む。Ｆｚが既にセットしている場合には、徐々に光量を下げるためにａから０．０２を減算する（ｓ２５）。既にａが０になっている場合にはこの処理をスキップする（ｓ２４）。この処理ののちｓ１２に進む。ａから０．０２を減算してゆくことにより、５０フレーム（約１．７秒）暗転状態が続くと光量が０になることになる。
【０１００】
この処理は、暗転状態が長い場合には、黒浮きを防止するためおよび電力を節約するために発光を抑制する目的である。また、輝度比率Ａが前フレームの輝度比率Ａold よりも増加した場合には、素早くこれに追従するようになっているため、暗転時に消灯してもその後の映像再生に支障はない。
【０１０１】
図７に上記映像信号処理部の係数算出動作の他の実施形態を示す。この動作では、全ての係数を２進数で処理しており、輝度値変換係数ｂを最上位ビットのみ１の２進数で決定する動作をしている。これにより、輝度値変換部１４の動作がビットシフトのみでよくなり演算量を極端に軽減することができる。
以下このフローチャートについて説明する。
【０１０２】
図７において、まず、ピーク検出部１２から輝度ピーク値Ｐを入力する（ｓ３１）。このピーク値Ｐが０の場合には、画面（この色成分）が暗転しているとして暗転時処理（ｓ５０以下）に進む。
【０１０３】
ピーク値Ｐが０でない（０より大きい）ければ暗転中であることを示す暗転フラグＦｚをリセットし（ｓ３３）、このピーク値Ｐを輝度限度値（８ビットの場合“１１１１１１１１”（２５５））で除して輝度比率値Ａを算出する（ｓ３４）。
【０１０４】
今回の輝度比率Ａが前回の輝度比率Ａold 以上であるかを判定する（ｓ３５）。今回の輝度比率Ａが前回の輝度比率Ａold 以上の場合には、今回の輝度比率Ａに対する重みづけ係数αを“０．１１”（０．７５）に設定し、前回の輝度比率Ａold に対する重みづけ係数βを“０．０１”（０．２５）に設定する（ｓ３６）。一方、今回の輝度比率Ａが前回の輝度比率Ａold 未満であった場合には、今回の輝度比率Ａに対する重みづけ係数α，前回の輝度比率Ａold に対する重みづけ係数βをともに“０．１”（０．５）に設定する（ｓ３７）。そして、α×Ａ＋β×Ａold の演算で光量制御係数ａを算出する（ｓ３８）。
なお、ここでは、今回の輝度比率Ａを前回の輝度比率Ａold と平均して光量制御係数ａを算出しているが、前回の光量制御係数ａold と平均して算出してもよい。
【０１０５】
次に、算出された光量制御係数ａの桁数に基づいて、実際の処理に用いる光量制御係数ａおよび輝度値変換係数ｂを決定する（ｓ３９）。この決定は、算出された光量制御係数ａ以上で最も近い「小数最下位桁のみ１の小数（たとえば“０．００１”等）」とする。これにより、輝度値変換部１４における各画素の輝度値の変換をビットシフトのみで行うことが可能になる。そして、その逆数（たとえば“１０００”等）を輝度値変換係数ｂとする。また、算出された光量制御係数ａがいくら小さくても“０．０００１”を限度としてこれ以下の値に設定しない。これにより、しきい値制限処理が行われる。
【０１０６】
そして、決定された光量制御係数ａに基づいて光源制御データを割り出し（ｓ４２）、この光源制御データを光源ドライバ３に出力するとともに（ｓ４３）、輝度値変換係数ｂを輝度値変換部１４に入力する（ｓ４４）。
【０１０７】
次に、ｓ５０以下の暗転処理について説明する。ｓ３２でピーク値が０であると判定された場合には、まず輝度値変換係数ｂを１とする（ｓ５０）。この輝度値変換係数ｂが１であると、輝度値変換部１４は、輝度値変換処理を行わず入力バッファ１１から入力した映像信号をそのまま出力バッファ１７に転送する。
【０１０８】
次に暗転フラグＦｚがセットしているか否かを判断する（ｓ５１）。Ｆｚがセットしていない場合には、光量制御係数ａを“０．０００１”（０．０６２５＝１／１６）にセットするとともに（ｓ５２）、フラグＦｚをセットして（ｓ５３）、ｓ４２に進む。Ｆｚが既にセットしている場合には、徐々に光量を下げるためにａから“０．０００００００１”（１／２５６）を減算する（ｓ５５）。既にａが０になっている場合にはこの処理をスキップする（ｓ５４）。この処理ののちｓ１２に進む。ａから“０．０００００００１”を減算してゆくことにより、１６フレーム（約０．５秒）暗転状態が続くと光量が０になることになる。
【０１０９】
なお、上記の実施形態は、３板１光源の場合の制御について説明したが、この制御を１板１光源方式や多板多光源方式（たとえば３板３光源方式）に適用すると以下のようになる。
【０１１０】
１板１光源方式の場合には、時分割で複数色（たとえば３色）を表示するが、各色の時分割スロット毎に、その色の輝度最大値を求めて輝度値を変換するとともに、光量を変換する。この変換時に光量比率（光量制御係数ａ）と電流比率の誤差を光量制御テーブルに基づいて補正する。
【０１１１】
また、多板多光源方式の場合には、各色毎に独立して輝度最大値を求めて輝度値を変換するとともに、光量を変換する。この変換時に光量比率（光量制御係数ａ）と電流比率の誤差を光量制御テーブルに基づいて補正する。なお、この方式の場合には、各色毎に光源が独立しているため、各色毎にテストモード動作を実行して光量制御テーブルを作成する。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】この発明の実施形態である投射型映像再生装置の構成図
【図２】同投射型映像再生装置の表示デバイスと光源の他の構成を示す図
【図３】同投射型映像再生装置の映像信号処理部のブロック図
【図４】同投射型映像再生装置の光源ドライバの回路構成図
【図５】同投射型映像再生装置の映像信号の変換および光源の光量制御の態様を説明する図
【図６】前記映像信号処理部の動作を示すフローチャート
【図７】前記映像信号処理部の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【０１１３】
１…映像信号処理部
２…表示デバイスドライバ
３…光源ドライバ
４…光源（光源ユニット）
５…表示デバイス
６…集光光学系
７…投射光学系
１１…入力バッファ
１２…ピーク検出部
１３…係数算出部
１４…輝度値変換部
１５…光量決定部
１６…光量制御データテーブル
１７…出力バッファ
１８…光量制御データバッファ
２０…Ｄ／Ａコンバータ
２１…定電流回路
２２…ＬＥＤ
２５…フォトダイオード
２７…Ａ／Ｄコンバータ
【図１】
2006267995.tif 000003
【図２】
2006267995.tif 000004
【図３】
2006267995.tif 000005
【図４】
2006267995.tif 000006
【図５】
2006267995.tif 000007
【図６】
2006267995.tif 000008
【図７】
2006267995.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月31日(2006.7.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
Ｉ．装置の構成の説明
図面を参照してこの発明の実施形態である投射型映像再生装置（プロジェクタ）について説明する。この投射型映像再生装置は、デジタルミラーデバイス等の表示デバイスに映像を表示させ、この映像をＬＥＤの光源で照射してスクリーンに投射するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
図１は同投射型映像再生装置のブロック図である。投射型映像再生装置は、映像信号を可視化する表示デバイス５、表示デバイス５に投射光を照射する光源４、光源４の光を表示デバイス５に導く集光光学系６、表示デバイス上の映像をスクリーンに投射するための投射光学系７を有するとともに、前記表示デバイス５を駆動する表示デバイスドライバ２、光源４を制御する光源ドライバ３、入力された映像信号を処理し、変換された映像信号を表示デバイスドライバ２に入力するとともに光源制御信号を光源ドライバに入力する映像信号処理部１を有している。なお、光源４は図４に示すようにフォトダイオード２５を有している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
同図は、装置対向してスクリーン８が設置され、投射光学系７から照射された映像がスクリーン８に投射されるプロジェクタを示しているが、筐体正面に設けられたスクリーンに、筐体内部の背面から映像を投射するバック型の映像再生装置であってこの発明を同様に適用することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
係数算出部１３は、入力されたピーク値Ｐに基づいてバッファされている１フレーム分の画素データの輝度値（画素値）を変換するための輝度値変換係数ｂおよび光源ＬＥＤの光量を制御するための光量制御係数ａを算出する。この算出方法の詳細については後述するが、要するに、暗い映像の場合に、映像信号の輝度値を大きくし、その分光源の光量を少なくすることにより、光源に供給する電力を少なくしようとするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
輝度比率Ａがしきい値を下回るようであれば、光量制御係数ａをこのしきい値とし、その逆数を輝度値変換係数として輝度値変換部１４に入力する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
そして、決定された光量制御係数ａに基づいて光量制御データを割り出し（ｓ１２）、この光量制御データを光源ドライバ３に出力するとともに（ｓ１３）、輝度値変換係数ｂを輝度値変換部１４に入力する（ｓ１４）。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０６】
そして、決定された光量制御係数ａに基づいて光量制御データを割り出し（ｓ４２）、この光量制御データを光源ドライバ３に出力するとともに（ｓ４３）、輝度値変換係数ｂを輝度値変換部１４に入力する（ｓ４４）。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2006267995.tif 000010
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2006267995.tif 000011