(57)【要約】【課題】  色ずれを抑制しながら、映像の高輝度化を実現することを可能とする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、複数色の色成分光を個別に出射するように構成された光源１０と、１つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、光源１０から出射される複数色の色成分光を変調するように構成されたＤＭＤ６０と、光源１０から出射される複数色の色成分光の発光量を制御するとともに、映像入力信号に基づいてＤＭＤ６０を制御するように構成された制御ユニット２００とを備える。制御ユニット２００は、映像入力信号に応じて定まる最大光量を超えない範囲で、１つのサブフレームにおいて光源１０から出射される複数色の色成分光の総発光量を制御する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数色の色成分光を個別に出射するように構成された光源と、
１つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、前記光源から出射される複数色の色成分光を変調するように構成された光変調素子と、
前記光源から出射される前記複数色の色成分光の発光量を制御するとともに、映像入力信号に基づいて前記光変調素子を制御するように構成された制御部とを備え、
前記制御部は、前記映像入力信号に応じて定まる最大光量を超えない範囲で、１つのサブフレームにおいて前記光源から出射される前記複数色の色成分光の総発光量を制御することを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２】
前記複数のサブフレームには、それぞれ、前記複数色の色成分光の一つが主色成分光として割り当てられており、
前記主色成分光が割り当てられたサブフレームにおいて、前記複数色の色成分光のうち、前記主色成分光以外の色成分光は、副色成分光であり、
前記制御部は、前記映像入力信号に応じて定まる最大光量を超えない範囲で、前記主色成分光が割り当てられたサブフレームにおいて前記光源から出射される前記副色成分光の発光量を制御することを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記映像入力信号の彩度成分に応じて定まる最大光量を超えない範囲で、１つのサブフレームにおいて前記光源から出射される前記複数色の色成分光の総発光量を制御することを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記光源から出射される前記複数色の色成分光の総発光量の制御によって映像の輝度が増大する量を定義する第１関数と、前記映像入力信号の信号伸張の制御によって映像の輝度が増大する量を定義する第２関数との組み合わせに基づいて、前記光源から出射される前記複数色の色成分光の総発光量を制御するとともに、前記映像入力信号の信号伸張を制御することを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記映像入力信号の変換によってコントラスト強調を行うように構成されており、
前記制御部は、前記映像入力信号の信号伸張量が大きいほど、前記コントラスト強調を緩和することを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、複数色の色成分光のそれぞれを変調するように構成された光変調素子を制御するように構成された制御部を備えた投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源から出射される光を変調する光変調素子と、光変調素子から出射される光を投写面上に投写する投写ユニットとを備える投写型映像表示装置が知られている。一般的に、投写型映像表示装置では、複数色の色成分光（例えば、赤成分光、緑成分光及び青成分光）が用いられる。
【０００３】
例えば、１フレームの映像を表示する場合には、１つのフレームを構成する複数のサブフレームにおいて、複数色の色成分光のそれぞれが光変調素子によって変調される。
【０００４】
ここで、色純度を低下させずに輝度を上昇する技術として、白色成分光を変調するサブフレームを設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１）。具体的には、投写型映像表示装置は、映像信号から白色成分の信号を抽出して、白色成分の信号に応じて、白色成分光を変調するサブフレーム長を決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０３１００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、単数のＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）などのように、単数の光変調素子を用いた投写型映像表示装置が知られている。このようなケースでは、光変調素子は、複数のサブフレーム毎に時分割で動作する必要がある。
【０００７】
また、光変調素子の構成によっては、１つのフレームを構成する複数のサブフレームの順序及び期間が固定的に定められていることも考えられる。複数のサブフレームの順序及び期間が固定的に定められている場合には、上述した技術のように、サブフレーム長を自由に変更することができない。
【０００８】
また、特定の色成分光（例えば、赤成分光）が割り当てられたサブフレームにおいて、他の色成分光（例えば、緑成分光や青成分光）の発光量を増大することによって、映像の輝度を向上することも考えられる。しかしながら、単純に、他の色成分光の発光量を増大すると、色ずれが生じてしまう可能性がある。
【０００９】
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、色ずれを抑制しながら、映像の高輝度化を実現することを可能とする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】
【００１０】
第１の特徴に係る投写型映像表示装置は、複数色の色成分光を個別に出射するように構成された光源（光源１０）と、１つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、前記光源から出射される前記複数色の色成分光を変調するように構成された光変調素子（ＤＭＤ６０）と、前記光源から出射される前記複数色の色成分光の発光量を制御するとともに、映像入力信号に基づいて前記光変調素子を制御するように構成された制御部（制御ユニット２００）とを備える。前記制御部は、前記映像入力信号に応じて定まる最大光量を超えない範囲で、１つのサブフレームにおいて前記光源から出射される前記複数色の色成分光の総発光量を制御する。
【００１１】
第１の特徴において、前記複数のサブフレームには、それぞれ、前記複数色の色成分光の一つが主色成分光として割り当てられる。前記主色成分光が割り当てられたサブフレームにおいて、前記複数色の色成分光のうち、前記主色成分光以外の色成分光は、副色成分光である。前記制御部は、前記映像入力信号に応じて定まる最大光量を超えない範囲で、前記主色成分光が割り当てられたサブフレームにおいて前記光源から出射される前記副色成分光の発光量を制御する。
【００１２】
第１の特徴において、前記制御部は、前記映像入力信号の彩度成分に応じて定まる最大光量を超えない範囲で、１つのサブフレームにおいて前記光源から出射される前記複数色の色成分光の総発光量を制御する。
【００１３】
第１の特徴において、前記制御部は、前記光源から出射される前記複数色の色成分光の総発光量の制御によって映像の輝度が増大する量を定義する第１関数と、前記映像入力信号の信号伸張の制御によって映像の輝度が増大する量を定義する第２関数との組み合わせに基づいて、前記光源から出射される前記複数色の色成分光の総発光量を制御するとともに、前記映像入力信号の信号伸張を制御する。
【００１４】
第１の特徴において、前記制御部は、前記映像入力信号の変換によってコントラスト強調を行うように構成される。前記制御部は、前記映像入力信号の信号伸張量が大きいほど、前記コントラスト強調を緩和する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、色ずれを抑制しながら、映像の高輝度化を実現することを可能とする投写型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】
【００１６】
【図１】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。
【図２】第１実施形態に係るサブフレーム構成を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の機能を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態の処理例１について説明するための図である。
【図５】第１実施形態の処理例１について説明するための図である。
【図６】第１実施形態の処理例１について説明するための図である。
【図７】第１実施形態の処理例１について説明するための図である。
【図８】第１実施形態の処理例１について説明するための図である。
【図９】第１実施形態の処理例１について説明するための図である。
【図１０】第１実施形態の処理例１について説明するための図である。
【図１１】第１実施形態の処理例２について説明するための図である。
【図１２】第１実施形態の処理例２について説明するための図である。
【図１３】第１実施形態の処理例２について説明するための図である。
【図１４】第１実施形態の処理例２について説明するための図である。
【図１５】第１実施形態の処理例２について説明するための図である。
【図１６】第１実施形態の処理例２について説明するための図である。
【図１７】第１実施形態の処理例２について説明するための図である。
【図１８】第１実施形態の処理例３について説明するための図である。
【図１９】第１実施形態の処理例３について説明するための図である。
【図２０】第１実施形態の処理例３について説明するための図である。
【図２１】第１実施形態の処理例３について説明するための図である。
【図２２】第１実施形態の処理例３について説明するための図である。
【図２３】第１実施形態の処理例３について説明するための図である。
【図２４】第１実施形態の処理例３について説明するための図である。
【図２５】変更例１に係るコントラスト強調係数を示す図である。
【図２６】変更例１に係るコントラスト強調曲線を示す図である。
【図２７】変更例１に係るコントラスト強調曲線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下において、本発明の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。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。
【００１８】
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。
【００１９】
［実施形態の概要］
実施形態に係る投写型映像表示装置は、複数色の色成分光を個別に出射するように構成された光源と、１つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、光源から出射される複数色の色成分光を変調するように構成された光変調素子と、光源から出射される複数色の色成分光の発光量を制御するとともに、映像入力信号に基づいて光変調素子を制御するように構成された制御部とを備える。制御部は、映像入力信号に応じて定まる最大光量を超えない範囲で、１つのサブフレームにおいて光源から出射される複数色の色成分光の総発光量を制御する。
【００２０】
実施形態では、制御部は、映像入力信号に応じて定まる最大光量を超えない範囲で、１つのサブフレームにおいて光源から出射される複数色の色成分光の総発光量を制御する。従って、１つのサブフレーム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映像の高輝度化を図る場合に、映像入力信号の変換によって色ずれを抑制することができる。
【００２１】
［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の構成を示す図である。
【００２２】
図１に示すように、投写型映像表示装置１００は、光源１０と、ロッドインテグレータ２０と、リレー光学素子３０と、反射ミラー４０と、プリズム５０と、ＤＭＤ６０と、投写レンズユニット７０とを有する。
【００２３】
光源１０は、複数色の色成分光を個別に出射するように構成される。例えば、光源１０は、光源１０Ｒ、光源１０Ｇ及び光源１０Ｂによって構成される。
【００２４】
光源１０Ｒは、赤成分光Ｒを出射する光源であり、例えば、赤ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）や赤ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）である。光源１０Ｇは、緑成分光Ｇを出射する光源であり、例えば、緑ＬＥＤや緑ＬＤである。光源１０Ｂは、青成分光Ｂを出射する光源であり、例えば、青ＬＥＤや青ＬＤである。
【００２５】
第１実施形態では、図２に示すように、１つのフレームは、複数のサブフレーム（ここでは、３つのサブフレーム）によって構成される。複数のサブフレームには、それぞれ、複数色の色成分光の一つが主色成分光として割り当てられる。なお、主色成分光が割り当てられたサブフレームにおいて、主色成分光以外の色成分光を副色成分光と称する。
【００２６】
例えば、図２に示すように、サブフレーム＃１には、赤成分光Ｒが主色成分光として割り当てられ、サブフレーム＃２には、緑成分光Ｇが主色成分光として割り当てられ、サブフレーム＃３には、青成分光Ｂが主色成分光として割り当てられる。
【００２７】
光源１０は、サブフレーム＃１おいて、少なくとも赤成分光Ｒを最大光量（１００％）で出射する。同様に、光源１０は、サブフレーム＃２おいて、少なくとも緑成分光Ｇを最大光量（１００％）で出射し、サブフレーム＃３おいて、少なくとも青成分光Ｂを最大光量（１００％）で出射する。
【００２８】
なお、光源１０は、サブフレーム＃１おいて、副色成分光として、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを出射してもよい。同様に、光源１０は、サブフレーム＃２おいて、副色成分光として、赤成分光Ｒ及び青成分光Ｂを出射してもよく、サブフレーム＃３おいて、副色成分光として、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを出射してもよい。
【００２９】
一般的には、光源１０が主色成分光のみを時分割で出射する。これに対して、第１実施形態では、光源１０が副色成分光を出射することによって、映像の高輝度化が図られる。なお、副色成分光の発光量制御の詳細については後述する(図３を参照)。
【００３０】
ロッドインテグレータ２０は、光入射面と、光出射面と、光入射面の外周から光出射面の外周に亘って設けられる光反射側面とを有する。ロッドインテグレータ２０は、光源１０から出射された色成分光を均一化する。詳細には、ロッドインテグレータ２０は、光反射側面で色成分光を反射することによって、色成分光を均一化する。
【００３１】
リレー光学素子３０は、光源１０から出射された色成分光の拡大を抑制しながら、色成分光をＤＭＤ６０上に略結像する。リレー光学素子３０は、例えば、複数のレンズ群によって構成される。
【００３２】
反射ミラー４０は、リレー光学素子３０から出射された色成分光をプリズム５０側に反射する。
【００３３】
プリズム５０は、反射ミラー４０で反射された色成分光をＤＭＤ６０側に透過する。一方で、プリズム５０は、ＤＭＤ６０で反射された色成分光を投写レンズユニット７０側に反射する。
【００３４】
ＤＭＤ６０は、１つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、光源１０から出射される複数色の色成分光を変調するように構成されている。
【００３５】
具体的には、ＤＭＤ６０は、複数の微小ミラーによって構成されており、複数の微小ミラーは可動式である。各微小ミラーは、基本的に１画素に相当する。ＤＭＤ６０は、各微小ミラーの角度を変更することによって、色成分光が有効光として投写レンズユニット７０側に導かれるように色成分光を反射するか否かを切り替える。
【００３６】
投写レンズユニット７０は、複数のレンズ群によって構成されており、プリズム５０で反射された光を投写面（不図示）上に投写する。
【００３７】
（投写型映像表示装置の機能）
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機能について、図面を参照しながら説明する。図３は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００（制御ユニット２００）の機能を示すブロック図である。
【００３８】
制御ユニット２００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を取得する。制御ユニット２００は、赤出力信号Ｒｏｕｔ、緑出力信号Ｇｏｕｔ及び青出力信号Ｂｏｕｔを含む映像出力信号を出力する。なお、赤入力信号Ｒｉｎ、緑入力信号Ｇｉｎ及び青入力信号Ｂｉｎは、それぞれ、下限画素値（例えば、“０”）〜上限画素値（例えば、“２５５”）の範囲の値である。同様に、赤出力信号Ｒｏｕｔ、緑出力信号Ｇｏｕｔ及び青出力信号Ｂｏｕｔは、それぞれ、下限画素値（例えば、“０”）〜上限画素値（例えば、“２５５”）の範囲の値である。
【００３９】
図３に示すように、制御ユニット２００は、信号受付部２１０と、解析部２２０と、算出部２３０と、光源制御部２４０と、素子制御部２５０とを有する。
【００４０】
信号受付部２１０は、ＤＶＤやＴＶチューナなどの外部機器から映像入力信号を受け付ける。
【００４１】
解析部２２０は、映像入力信号を解析する。具体的には、解析部２２０は、１フレームに対応する映像入力信号の彩度成分を解析する。なお、映像入力信号の彩度成分は、ＨＳＶ変換又はＹＵＶ変換によって得られる。
【００４２】
例えば、解析部２２０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、映像入力信号の彩度成分の最大値を入力信号彩度として取得する。又は、解析部２２０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、映像入力信号の彩度成分の平均値を入力信号彩度として取得してもよい。
【００４３】
又は、解析部２２０は、映像入力信号の彩度成分毎に画素の頻度（画素数）を示すヒストグラムを生成してもよい。このようなケースでは、解析部２２０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、映像入力信号の彩度成分の分散値を入力信号彩度として取得してもよい。
【００４４】
算出部２３０は、１つのサブフレームにおいて光源１０から出射される複数色の色成分光の総光量を算出する。また、算出部２３０は、映像入力信号の信号伸張量を算出する。具体的には、算出部２３０は、以下の手順によって、複数色の色成分光の総光量及び映像入力信号の信号伸張量を算出する。
【００４５】
第１に、算出部２３０は、映像入力信号に基づいて、１つのサブフレームにおいて光源１０から出射される複数色の色成分光の最大光量（上限値）を算出する。詳細には、算出部２３０は、解析部２２０の解析結果、すなわち、映像入力信号の彩度成分（入力信号彩度）に基づいて、１つのサブフレームにおける最大光量を算出する。
【００４６】
ここで、算出部２３０は、１つのサブフレームにおいて光源１０から出射される複数色の色成分光の最大光量を定義する関数ｆ（ｓ）に基づいて、１つのサブフレームにおける最大光量ｆ（ＭＡＸ）を算出する。なお、関数ｆ（ｓ）では、映像入力信号の彩度成分（入力信号彩度）が高いほど、最大光量が小さいことに留意すべきである。
【００４７】
第２に、算出部２３０は、光源１０から出射される複数色の色成分光の総発光量の制御によって映像の輝度が増大する量（以下、発光増大量）を定義する第１関数ｆ’（ｓ）を取得する。第１実施形態では、発光増大量は、主色成分光に加えられる副色成分光の発光量である。なお、第１関数ｆ’（ｓ）では、光源１０から出射される複数色の色成分光によって構成される彩度（以下、光源彩度）が高いほど、副色成分光の発光量を増大できないため、発光増大量が小さいことに留意すべきである。
【００４８】
第３に、算出部２３０は、映像入力信号の信号伸張の制御によって映像の輝度が増大する量（以下、信号伸張量）を定義する第２関数ｇ（ｓ）を取得する。なお、第２関数ｇ（ｓ）では、光源１０から出射される複数色の色成分光によって構成される彩度（光源彩度）が高いほど、信号伸張量が大きいことに留意すべきである。また、第２関数ｇ（ｓ）では、光源彩度が入力信号彩度以下である場合に、信号伸張量が“０”である。さらに、第２関数ｇ（ｓ）は、入力信号彩度毎に異なることに留意すべきである。
【００４９】
第４に、算出部２３０は、複数色の色成分光の総発光量の制御及び映像入力信号の信号伸張によって映像の輝度が増大する量（以下、映像輝度増大量）を定義する第３関数ｈ（ｓ）を取得する。ここで、映像輝度増大量は、発光増大量と信号伸張量との乗算結果によって表される。従って、算出部２３０は、第１関数ｆ’（ｓ）と第２関数ｇ（ｓ）との乗算結果を第３関数ｈ（ｓ）として取得する。第３関数ｈ（ｓ）では、光源彩度が入力信号彩度以下である場合に、映像輝度増大量が“０”である。
【００５０】
第５に、算出部２３０は、第３関数ｈ（ｓ）を参照して、映像輝度増大量が最大となる光源彩度ｓ’を特定する。
【００５１】
第６に、算出部２３０は、第１関数ｆ’（ｓ）を参照して、映像輝度増大量が最大となる光源彩度ｓ’に対応する発光増大量ｆ’（ｓ’）を特定する。算出部２３０は、特定された発光量増大量ｆ’（ｓ’）を光源制御部２４０に出力する。
【００５２】
第７に、算出部２３０は、第２関数ｇ（ｓ）を参照して、映像輝度増大量が最大となる光源彩度ｓ’に対応する信号伸張量ｇ（ｓ’）を特定する。算出部２３０は、特定された信号伸張量ｇ（ｓ’）を素子制御部２５０に出力する。
【００５３】
光源制御部２４０は、光源１０を制御する。具体的には、光源制御部２４０は、映像入力信号の彩度成分（入力信号彩度）に応じて定まる最大光量ｆ（ＭＡＸ）を超えない範囲で、１つのサブフレームにおいて光源１０から出射される複数色の色成分光の発光量を制御する。なお、最大光量ｆ（ＭＡＸ）は、上述したように、関数ｆ（ｓ）及び入力信号彩度によって特定される。
【００５４】
詳細には、光源制御部２４０は、算出部２３０から通知された発光増大量ｆ’（ｓ’）に基づいて、１つのサブフレームにおいて光源１０から出射される複数色の色成分光の発光量を制御する。
【００５５】
具体的には、光源制御部２４０は、主色成分光が割り当てられたサブフレームにおいて光源１０から出射される副色成分光の発光量を制御する。すなわち、光源制御部２４０は、主色成分光が割り当てられたサブフレームにおいて、光源１０から出射される副色成分光の発光量を増大する。例えば、光源制御部２４０は、発光増大量ｆ’（ｓ’）を等分した発光量（発光増大量ｆ’（ｓ’）の１／２の発光量）で、２つの副色成分光のそれぞれを出射するように光源１０を制御する。
【００５６】
例えば、算出部２３０から通知された発光増大量ｆ’（ｓ’）が“１００％”である場合には、光源制御部２４０は、赤成分光Ｒが主色成分光として割り当てられたサブフレームにおいて、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂのそれぞれを５０％の発光量で出射するように光源１０を制御する。
【００５７】
上述したように、主色成分光（赤成分光Ｒ）の発光量は、“１００％”である。従って、光源１０から出射される複数色の色成分光の総発光量は“２００％”であり、映像の輝度は、従来に比べて２倍となる。
【００５８】
素子制御部２５０は、ＤＭＤ６０を制御する。具体的には、素子制御部２５０は、映像入力信号を映像出力信号に変換して、映像出力信号に基づいて、ＤＭＤ６０を制御する。
【００５９】
ここで、素子制御部２５０は、算出部２３０から通知された信号伸張量に基づいて、映像入力信号を映像出力信号に変換することに留意すべきである。また、素子制御部２５０は、光源１０から出射される副色成分光の発光量の増大に伴う色ずれを保障するように、映像入力信号を映像出力信号に変換することに留意すべきである。
【００６０】
例えば、素子制御部２５０は、以下の式に従って、映像入力信号を映像出力信号に変換する。
【数１】
2011095553.tif 000003
【００６１】
ここで、“a”は、副色成分光の発光量（０≦ａ≦１）である。また、ｇ（ｓ’）は、算出部２３０から通知された信号伸張量である。
【００６２】
なお、“a”は、第１関数ｆ’（ｓ’）を用いて特定された発光増大量によって定められる値であることに留意すべきである。ｇ（ｓ’）は、第２関数ｇ（ｓ）を用いて特定された信号伸張量であることに留意すべきである。
【００６３】
（処理例１）
以下において、入力信号彩度が“０．５”であるケースを例に挙げて、映像輝度増大量が最大となる光源彩度を特定する方法を説明する。
【００６４】
第１に、制御ユニット２００は、図４に示すように、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、映像入力信号の彩度成分のヒストグラムを生成する。また、制御ユニット２００は、映像入力信号の彩度成分の最大値（ここでは、０．５）を入力信号彩度として取得する。
【００６５】
第２に、制御ユニット２００は、図５に示すように、関数ｆ（ｓ）を参照して、入力信号彩度（ここでは、０．５）に対応する最大光量ｆ（ＭＡＸ）を算出する。関数ｆ（ｓ）において、横軸は、入力信号彩度であり、縦軸は、最大光量である。図５に示すように、関数ｆ（ｓ）では、入力信号彩度が高いほど、最大光量が小さいことに留意すべきである。これは、副色成分光の光量によって、光源１０から出射される複数色の色成分光によって構成される彩度（光源彩度）が低下するためである。
【００６６】
第３に、制御ユニット２００は、図６に示すように、第１関数ｆ’（ｓ）を取得する。第１関数ｆ’（ｓ）において、横軸は、光源１０から出射される複数色の色成分光によって構成される彩度（光源彩度）であり、縦軸は、副色成分光の発光増大量である。なお、第１関数ｆ’（ｓ）は、主色成分光の発光量（１００％）を関数ｆ（ｓ）から引いた関数である。
【００６７】
第４に、制御ユニット２００は、図７に示すように、入力信号彩度（０．５）に対応する第２関数ｇ（ｓ）を取得する。なお、第２関数ｇ（ｓ）では、光源１０から出射される複数色の色成分光によって構成される彩度（光源彩度）が高いほど、信号伸張量が大きいことに留意すべきである。また、第２関数ｇ（ｓ）では、光源彩度が入力信号彩度以下である場合に、信号伸張量は“０”である。これは、光源彩度が入力信号彩度以下である場合には、映像入力信号の信号伸張を行うと、副色成分光の発光に伴う色ずれを保障することができないためである。なお、第２関数ｇ（ｓ）は、入力信号彩度毎に異なることに留意すべきである。
【００６８】
第５に、制御ユニット２００は、図８に示すように、第３関数ｈ（ｓ）を取得する。第３関数ｈ（ｓ）は、第１関数ｆ’（ｓ）と第２関数ｇ（ｓ）との乗算結果を示す関数である。
【００６９】
第６に、制御ユニット２００は、第３関数ｈ（ｓ）を参照して、映像輝度増大量が最大となる光源彩度ｓ’（０．５≦ｓ’≦１）を特定する。
【００７０】
第７に、制御ユニット２００は、図９に示すように、第１関数ｆ’（ｓ）を参照して、映像輝度増大量が最大となる光源彩度ｓ’に対応する発光増大量ｆ’（ｓ’）を特定する。ここでは、光源彩度ｓ’は、０．７５であり、発光増大量ｆ’（ｓ’）は、５０％である。
【００７１】
続いて、制御ユニット２００は、発光増大量ｆ’（ｓ’）を等分した発光量（発光増大量ｆ’（ｓ’）の１／２の発光量）で、２つの副色成分光のそれぞれを出射するように光源１０を制御する。すなわち、図１０に示すように、２５％の発光量で２つの副色成分光が出射される。
【００７２】
第８に、制御ユニット２００は、第２関数ｇ（ｓ）を参照して、映像輝度増大量が最大となる光源彩度ｓ’に対応する信号伸張量ｇ（ｓ’）を特定する。算出部２３０は、特定された信号伸張量ｇ（ｓ’）に応じて、映像入力信号を映像出力信号に変換する（上述した式（１）〜式（３）を参照）。
【００７３】
（処理例２）
以下において、入力信号彩度が“０．２”であるケースを例に挙げて、映像輝度増大量が最大となる光源彩度を特定する方法を説明する。
【００７４】
第１に、制御ユニット２００は、図１１に示すように、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、映像入力信号の彩度成分のヒストグラムを生成する。また、制御ユニット２００は、映像入力信号の彩度成分の最大値（ここでは、０．２）を入力信号彩度として取得する。
【００７５】
第２に、制御ユニット２００は、図１２に示すように、関数ｆ（ｓ）を参照して、入力信号彩度（ここでは、０．２）に対応する最大光量ｆ（ＭＡＸ）を算出する。
【００７６】
第３に、制御ユニット２００は、図１３に示すように、第１関数ｆ’（ｓ）を取得する。
【００７７】
第４に、制御ユニット２００は、図１４に示すように、入力信号彩度（０．２）に対応する第２関数ｇ（ｓ）を取得する。
【００７８】
第５に、制御ユニット２００は、図１５に示すように、第３関数ｈ（ｓ）を取得する。
【００７９】
第６に、制御ユニット２００は、第３関数ｈ（ｓ）を参照して、映像輝度増大量が最大となる光源彩度ｓ’（０．２≦ｓ’≦１）を特定する。
【００８０】
第７に、制御ユニット２００は、図１６に示すように、第１関数ｆ’（ｓ）を参照して、映像輝度増大量が最大となる光源彩度ｓ’に対応する発光増大量ｆ’（ｓ’）を特定する。ここでは、光源彩度ｓ’は、０．６であり、発光増大量ｆ’（ｓ’）は、８０％である。
【００８１】
続いて、制御ユニット２００は、発光増大量ｆ’（ｓ’）を等分した発光量（発光増大量ｆ’（ｓ’）の１／２の発光量）で、２つの副色成分光のそれぞれを出射するように光源１０を制御する。すなわち、図１７に示すように、４０％の発光量で２つの副色成分光が出射される。
【００８２】
第８に、制御ユニット２００は、第２関数ｇ（ｓ）を参照して、映像輝度増大量が最大となる光源彩度ｓ’に対応する信号伸張量ｇ（ｓ’）を特定する。算出部２３０は、特定された信号伸張量ｇ（ｓ’）に応じて、映像入力信号を映像出力信号に変換する（上述した式（１）〜式（３）を参照）。
【００８３】
（処理例３）
以下において、入力信号彩度が“０．８”であるケースを例に挙げて、映像輝度増大量が最大となる光源彩度を特定する方法を説明する。
【００８４】
第１に、制御ユニット２００は、図１８に示すように、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、映像入力信号の彩度成分のヒストグラムを生成する。また、制御ユニット２００は、映像入力信号の彩度成分の最大値（ここでは、０．８）を入力信号彩度として取得する。
【００８５】
第２に、制御ユニット２００は、図１９に示すように、関数ｆ（ｓ）を参照して、入力信号彩度（ここでは、０．８）に対応する最大光量ｆ（ＭＡＸ）を算出する。
【００８６】
第３に、制御ユニット２００は、図２０に示すように、第１関数ｆ’（ｓ）を取得する。
【００８７】
第４に、制御ユニット２００は、図２１に示すように、入力信号彩度（０．８）に対応する第２関数ｇ（ｓ）を取得する。
【００８８】
第５に、制御ユニット２００は、図２２に示すように、第３関数ｈ（ｓ）を取得する。
【００８９】
第６に、制御ユニット２００は、第３関数ｈ（ｓ）を参照して、映像輝度増大量が最大となる光源彩度ｓ’（０．８≦ｓ’≦１）を特定する。
【００９０】
第７に、制御ユニット２００は、図２３に示すように、第１関数ｆ’（ｓ）を参照して、映像輝度増大量が最大となる光源彩度ｓ’に対応する発光増大量ｆ’（ｓ’）を特定する。ここでは、光源彩度ｓ’は、０．９であり、発光増大量ｆ’（ｓ’）は、２０％である。
【００９１】
続いて、制御ユニット２００は、発光増大量ｆ’（ｓ’）を等分した発光量（発光増大量ｆ’（ｓ’）の１／２の発光量）で、２つの副色成分光のそれぞれを出射するように光源１０を制御する。すなわち、図２４に示すように、１０％の発光量で２つの副色成分光が出射される。
【００９２】
第８に、制御ユニット２００は、第２関数ｇ（ｓ）を参照して、映像輝度増大量が最大となる光源彩度ｓ’に対応する信号伸張量ｇ（ｓ’）を特定する。算出部２３０は、特定された信号伸張量ｇ（ｓ’）に応じて、映像入力信号を映像出力信号に変換する（上述した式（１）〜式（３）を参照）。
【００９３】
（作用及び効果）
実施形態では、制御ユニット２００は、映像入力信号に応じて定まる最大光量を超えない範囲で、１つのサブフレームにおいて光源１０から出射される複数色の色成分光の総発光量を制御する。従って、１つのサブフレームにおいて光源１０から出射される光量を増大することによって映像の高輝度化を図る場合に、映像入力信号の変換によって色ずれを抑制することができる。
【００９４】
具体的には、制御ユニット２００は、主色成分光（例えば、赤成分光Ｒ）が割り当てられたサブフレームにおいて、副色成分光（緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂ）の発光量を増大する。これによって、映像の高輝度化を図ることができる。
【００９５】
一方で、制御ユニット２００は、映像入力信号の彩度成分に応じて定まる最大光量を超えない範囲で、１つのサブフレームにおいて光源１０から出射される総発光量（主色成分光及び副色成分光の合計）を制御する。従って、映像入力信号の変換によって色ずれを保障することが可能な範囲内で、副色成分光の発光量を増大することができる。
【００９６】
実施形態では、制御ユニット２００は、第１関数ｆ’（ｓ）と第２関数ｇ（ｓ）との組み合わせ、すなわち、第３関数ｈ（ｓ）を参照して、映像輝度増大量が最大となる光源彩度ｓ’を特定する。続いて、制御ユニット２００は、第１関数ｆ’（ｓ）を参照して、光源彩度ｓ’に対応する発光増大量ｆ’（ｓ’）を特定し、第２関数ｇ（ｓ）を参照して、光源彩度ｓ’に対応する信号伸張量ｇ（ｓ’）を特定する。従って、映像入力信号の変換によって色ずれを保障することが可能な範囲内で、映像輝度増大量を大きくすることができる。すなわち、映像入力信号の変換によって色ずれを保障することが可能な範囲内で、映像の輝度を最大化することができる。
【００９７】
なお、第１関数ｆ’（ｓ）は、光源１０から出射される複数色の色成分光の総発光量の制御によって映像の輝度が増大する量（発光増大量）を定義する関数である。また、第２関数ｇ（ｓ）は、映像入力信号の信号伸張の制御によって映像の輝度が増大する量（信号伸張量）を定義する関数である。
【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】
具体的には、変更例１では、制御ユニット２００は、映像入力信号の変換によってコントラスト強調を行うように構成される。また、制御ユニット２００は、映像入力信号の信号伸張量ｇ（ｓ’）が大きいほど、コントラスト強調を緩和する。
【０１００】
例えば、制御ユニット２００（素子制御部２５０）は、コントラスト強調係数ｋを用いて、コントラスト強調を行う。具体的には、制御ユニット２００（素子制御部２５０）は、映像入力信号の輝度成分について、以下の手順に従って、コントラスト強調を行う。なお、映像入力信号の輝度成分は、ＨＳＶ変換又はＹＵＶ変換によって得られる。
【０１０１】
第１に、制御ユニット２００は、映像入力信号の輝度成分の最大値Ｈｍａｘ、最小値Ｈｍｉｎを取得する。なお、映像入力信号の輝度成分が取り得る上限値（最高値）をＬｍａｘとし、下限値（最低値）Ｌｍｉｎとする。ここで、制御ユニット２００は、以下の式に従って、上限値Ｌｍａｘと最大値Ｈｍａｘとの差分差分ＳＵＢｍａｘ、及び、下限値Ｌｍｉｎと最小値Ｈｍｉｎとの差分ＳＵＢｍｉｎを算出する。
【数２】
2011095553.tif 000004
【０１０２】
第２に、制御ユニット２００は、コントラスト強調係数ｋを用いて、以下の式に従って、コントラスト強調後における輝度成分の最大値Ｃｍａｘ、最小値Ｃｍｉｎを算出する。
【数３】
2011095553.tif 000005
【０１０３】
第３に、制御ユニット２００は、以下の式に従って、入力輝度成分ｘを出力輝度成分ｙに変換するためのコントラスト強調曲線を生成する。
【数４】
2011095553.tif 000006
【０１０４】
ここで、図２５に示すように、第２関数ｇ（ｓ）を用いて特定された信号伸張量ｇ（ｓ’）が大きいほど、コントラスト強調に用いられるコントラスト強調係数ｋが小さい。すなわち、信号伸張量ｇ（ｓ’）が大きいほど、コントラスト強調が緩和される。
【０１０５】
例えば、信号伸張量ｇ（ｓ’）が小さい場合には、コントラスト強調係数ｋが大きく、図２６に示すように、コントラスト強調が強化される。一方で、信号伸張量ｇ（ｓ’）が大きい場合には、コントラスト強調係数ｋが小さく、図２７に示すように、コントラスト強調が緩和される。
【０１０６】
（作用及び効果）
変更例１では、制御ユニット２００は、映像入力信号の信号伸張量ｇ（ｓ’）が大きいほど、コントラスト強調を緩和する。従って、映像入力信号の信号伸張によってコントラスト強調の必要性が低い場合に、過度なコントラスト強調を抑制することができる。
【０１０７】
［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。
【０１０８】
上述した実施形態では、１フレームが３つのサブフレームによって構成されており、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂが３つのサブフレームに割り当てられるケースについて例示した。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、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂに加えて、白成分光、シアン成分光、マゼンタ成分光、黄成分光などを用いてもよい。なお、１フレームを構成するサブフレーム数は、色成分光の種類数に応じて定められる。
【０１０９】
上述した実施形態では特に触れていないが、光源１０から出射される複数色の色成分光の発光量を制御する際に、光源１０の消費電力（Ｗ／ｌｍ）を考慮してもよい。これによって、映像の高輝度化及び低消費電力を両立することができる。
【０１１０】
上述した実施形態では、主色成分光が割り当てられたサブフレームにおいて、副色成分光の発光量は、発光増大量ｆ’（ｓ’）を等分した発光量である。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、発光増大量ｆ’（ｓ’）が“１００％”である場合に、赤成分光Ｒが主色成分光として割り当てられたサブフレームにおいて、緑成分光Ｇの発光量が“７０％”であり、青成分光Ｂの発光量が“３０％”であってもよい。
【０１１１】
上述した実施形態で算出された発光比率（すなわち、各サブフレームにおいて各光源から出射される色成分光の発光比率）を保ったまま、各光源から出射される色成分光の光量を減少することによって、消費電力を低減することができる。
【０１１２】
上述した実施形態では、主色成分光が割り当てられたサブフレームにおいて、主色成分光の発光量は、“１００％”である。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、映像入力信号に応じて定まる最大光量が“２００％”である場合に、赤成分光Ｒが主色成分光として割り当てられたサブフレームにおいて、赤成分光Ｒの発光量が“８０％”であり、緑成分光Ｇの発光量が“６０％”であり、青成分光Ｂの発光量が“６０％”であってもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１０…光源、２０…ロッドインテグレータ、３０…リレー光学素子、４０…反射ミラー、５０…プリズム、６０…ＤＭＤ、７０…投写レンズユニット、１００…投写型映像表示装置、２００…信号処理装置、２１０…信号受付部、２２０…解析部、２３０…算出部、２４０…光源制御部、２５０…素子制御部
【図１】
2011095553.tif 000007
【図２】
2011095553.tif 000008
【図３】
2011095553.tif 000009
【図４】
2011095553.tif 000010
【図５】
2011095553.tif 000011
【図６】
2011095553.tif 000012
【図７】
2011095553.tif 000013
【図８】
2011095553.tif 000014
【図９】
2011095553.tif 000015
【図１０】
2011095553.tif 000016
【図１１】
2011095553.tif 000017
【図１２】
2011095553.tif 000018
【図１３】
2011095553.tif 000019
【図１４】
2011095553.tif 000020
【図１５】
2011095553.tif 000021
【図１６】
2011095553.tif 000022
【図１７】
2011095553.tif 000023
【図１８】
2011095553.tif 000024
【図１９】
2011095553.tif 000025
【図２０】
2011095553.tif 000026
【図２１】
2011095553.tif 000027
【図２２】
2011095553.tif 000028
【図２３】
2011095553.tif 000029
【図２４】
2011095553.tif 000030
【図２５】
2011095553.tif 000031
【図２６】
2011095553.tif 000032
【図２７】
2011095553.tif 000033