(57)【要約】【目的】  映像の明るさに対して光量制御を行う場合の画面の瞬きを軽減することができる投写型映像表示装置を提供する。【構成】  ＡＰＬデータ（８ビットデータ）は１フレーム期間毎（１Ｖ毎）に生成され、ＡＰＬ平均値（８ビットデータ）は連続する４フレーム期間のＡＰＬデータの平均値とする。そして、連続する４つのＡＰＬ平均値に基づいて目標レベル（４ビットデータ：０〜１５の１６段階）を設定する。この目標レベルは１６フレームごとに更新される。前記目標レベルに段階的に近づくように、調光データを生成する。この調光データに基づいてランプ光量が制御される。１回の調光データの変化（段階）量は２段階となるようにしている。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光をライトバルブにて光変調して映像投写する投写型映像表示装置において、映像信号に基づいて映像の平均的明るさを示す情報を生成する手段と、前記情報が明るい値を示すときには前記光源の出射光量を増大させる一方、暗い値を示すときには前記光源の出射光量を低減するように制御する制御手段と、を備えており、前記制御手段は、前記出射光量の増大／低減を前記情報の変化に比して緩やかとなるように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】
請求項１に記載の投写型映像表示装置において、前記映像信号に基づいて映像の平均的明るさを示す情報を生成する手段は、連続する複数フレームの平均的明るさの平均値である複数フレーム平均値を生成するように構成されたことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の投写型映像表示装置において、前記複数フレーム平均値を順次取得し、複数の複数フレーム平均値にて目標レベルを設定し、この目標レベルに近づくように前記出射光量の増大／低減を段階的に実行していくように構成されたことを特徴とする投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶プロジェクタなどの投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、映像の平均的な明るさ（ＡＰＬ：Average Picture Lever ）が変化した場合でも表示輝度やコントラストを一定するようにした液晶表示装置（特許文献１参照）、或いは、映像の平均的な明るさ（ＡＰＬ）が明るい場合にランプ駆動電力を低下させ、暗い場合にはランプ駆動電力を高くしてコントラストを向上させる投写型映像表示装置が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−２０１８１２号公報
【特許文献２】特開平３−１７９８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、更なるコントラストの向上や消費電力低減が望まれると共に、液晶プロジェクタにおいては、その弱点といわれる黒浮きを抑制することが課題となる。ここで、明るい映像を投写するときには出射光量を上げて投写映像を明るくし、暗い映像を投写するときには出射光量を下げて投写映像を暗くすることにより、コントラスト向上（黒浮き低減）を図ることを本願出願人は先に提案したが、このような制御を単に行ったのでは、例えば、太陽の下の海の映像（明るい場面）から夜景の映像（暗い場面）に切り替わったときなどに、画面が瞬いて見えることが生じる。すなわち、映像の明るさについての情報生成時点（出射光量調整時点）と当該時点での映像の実際の明るさとにずれが生じ、例えば、明るい映像から暗い映像に変わった時点では未だ出射光量の下げが実行されず、暗い映像に対して高出射光量のままの段階を経て出射光量が急峻に下げられる過程を経るため、画面が瞬くのが見えてしまうことがある（図４参照）。なお、かかる制御については、発明の実施形態で比較のために再度述べることとする。
【０００４】
この発明は、上記の事情に鑑み、映像の明るさに対して光量制御を行う場合の画面の瞬きを軽減することができ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】
【０００５】
この発明の投写型映像表示装置は、上記の課題を解決するために、光源から出射された光をライトバルブにて光変調して映像投写する投写型映像表示装置において、映像信号に基づいて映像の平均的明るさを示す情報を生成する手段と、前記情報が明るい値を示すときには前記光源の出射光量を増大させる一方、暗い値を示すときには前記光源の出射光量を低減するように制御する制御手段と、を備えており、前記制御手段は、前記出射光量の増大／低減を前記情報の変化に比して緩やかとなるように制御することを特徴とする。
【０００６】
上記の構成であれば、例えば、明るい映像から暗い映像に変わった時点では未だ出射光量の下げが実行されずに暗い映像に対して高出射光量のままの段階を経たとしても、この後に出射光量が急峻に下げられるのではなく、出射光量は緩く下げられることになるので、画面の瞬きを軽減することができる。
【０００７】
前記映像信号に基づいて映像の平均的明るさを示す情報を生成する手段は、連続する複数フレームの平均的明るさの平均値である複数フレーム平均値を生成するように構成されていてもよい。また、前記複数フレーム平均値を順次取得し、複数の複数フレーム平均値にて目標レベルを設定し、この目標レベルに近づくように前記出射光量の増大／低減を段階的に実行していくように構成されていてもよいものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、映像信号が明るい値を示すときには光源の出射光量を増大させる一方、暗い値を示すときには光源の出射光量を低減する構成において、明るい映像から暗い映像に変わったとき、或いは暗い映像から明るい映像に変わったときの画面の瞬きを軽減することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の実施形態の液晶プロジェクタを図１乃至図３に基づいて説明する。
【００１０】
図１はこの実施形態の３板式液晶プロジェクタを示した図である。光源１における発光部は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から成り、その照射光はパラボラリフレクタによって平行光となって出射され、インテグレータレンズ４へと導かれる。
【００１１】
インテグレータレンズ４は一対のレンズ群（フライアイレンズ）４ａ・４ｂから構成されており、個々のレンズ部分が光源１から出射された光を後述する液晶ライトバルブの全面に導くようになっており、光源１において存在する部分的な輝度ムラを平均化し、画面中央と周辺部とでの光量差を低減する。インテグレータレンズ４を経た光は、偏光変換装置５、及び集光レンズ６を経た後、第１ダイクロイックミラー７へと導かれることになる。
【００１２】
偏光変換装置５は、偏光ビームスプリッタアレイ（以下、ＰＢＳアレイと称する）によって構成されている。ＰＢＳアレイは、偏光分離膜と位相差板（１／２λ板）とを備える。ＰＢＳアレイの各偏光分離膜は、インテグレータレンズ４からの光のうち例えばＰ偏光を通過させ、Ｓ偏光を９０°光路変更する。光路偏光されたＳ偏光は隣接の偏光分離膜にて反射されてそのまま出射される。一方、偏光分離膜を透過したＰ偏光はその前側（光出射側）に設けてある前記位相差板によってＳ偏光に変換されて出射される。すなわち、この場合には、ほぼ全ての光はＳ偏光に変換されるようになっている。
【００１３】
第１ダイクロイックミラー７は、赤色波長帯域の光を透過し、シアン（緑＋青）の波長帯域の光を反射する。第１ダイクロイックミラー７を透過した赤色波長帯域の光は、反射ミラー８にて反射されて光路を変更される。反射ミラー８にて反射された赤色光はレンズ９を経て赤色光用の透過型の液晶ライトバルブ３１を透過することによって光変調される。一方、第１ダイクロイックミラー７にて反射したシアンの波長帯域の光は、第２ダイクロイックミラー１０に導かれる。
【００１４】
第２ダイクロイックミラー１０は、青色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第２ダイクロイックミラー１０にて反射した緑色波長帯域の光は、レンズ１１を経て緑色光用の透過型の液晶ライトバルブ３２に導かれ、これを透過することで光変調される。また、第２ダイクロイックミラー１０を透過した青色波長帯域の光は、全反射ミラー１２、全反射ミラー１３、レンズ１４を経て青色光用の透過型の液晶ライトバルブ３３に導かれ、これを透過することで光変調される。
【００１５】
各液晶ライトバルブ３１，３２，３３は、入射側偏光板３１ａ，３２ａ，３３ａと、一対のガラス基板（画素電極や配向膜を形成してある）間に液晶を封入して成るパネル部３１ｂ，３２ｂ，３３ｂと、出射側偏光板３１ｃ，３２ｃ，３３ｃとを備えて成る。
【００１６】
液晶ライトバルブ３１，３２，３３を経ることで変調された変調光（各色映像光）は、クロスダイクロイックプリズム１５によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は、投写レンズ１６によって拡大投写され、図示しないスクリーン上に投写表示される。
【００１７】
図２（ａ）は投写型映像表示装置の映像処理系及び光源制御系を示したブロック図であり、同図（ｂ）は光源制御系を機能ブロックによって示した説明図である。映像信号処理回路２３は映像信号を入力して周波数変換（走査線数変換）等の処理を行うと共に、映像信号（Ｙ信号）に基づいてフレーム期間ごとにフレーム映像の平均的な明るさ（ＡＰＬ：Average Picture Lever ）を示すデータを生成する処理を行う。なお、映像信号としてＲＧＢ信号が入力される場合には、ＲＧＢ信号をマトリクス変換してＹデータを生成すればよい。ガンマ補正回路２４は液晶ライトバルブ（ＬＣＤ）の印加電圧−光透過特性に鑑みた補正処理を行い、この補正後の映像信号（映像データ）を液晶ライトバルブに与える（駆動する）。マイコン２５は、同図（ｂ）に示す調光演算ブロックとして機能し、ＡＰＬデータを受け取って調光データを生成する処理を行うと共に、ランプドライバ制御ブロックとして機能し、ランプドライバ２６に調光コマンドを送出する処理を行う。ランプドライバ２６は前記調光コマンドを受け取って光源（ランプ）の出射光量を制御する。
【００１８】
ランプドライバ２６における電源部には、例えば、複数の抵抗を直列に接続して各抵抗の接続点に生じる電圧降下にて所望の電圧を取り出せるようにした回路が設けられている。すなわち、各抵抗の各接続点にそれぞれスイッチを接続しておき、どのスイッチをＯＮにするかによって、光源駆動電力を切り替えることができるようになっている。そして、ランプドライバ２６は、例えば、調光コマンドとして”１１１１”を受け取ったときには、最大出力ワット（例えば、１３０Ｗ）で光出射を行うように前記スイッチを制御し、また、調光コマンドとして”００００”を受け取ったときには、最小出力ワット（例えば、１０５Ｗ）で光出射を行うように前記スイッチを制御するようになっている。勿論、上述した抵抗とスイッチによる電力切換回路に限らず、位相制御やスイッチング電源制御などによって消費電力切換を行う回路を用いてもよいものである。
【００１９】
図３（ａ）は、ＡＰＬデータ、ＡＰＬ平均値生成、調光データ生成、目標レベル生成の関係を示した説明図であり、同図（ｂ）は出射光量の変化の様子を示した説明図である。この図の例では、ＡＰＬデータ（ここでは８ビットデータとする）は１フレーム期間毎（１Ｖ毎）に生成され、ＡＰＬ平均値（同８ビットデータとする）は連続する４フレーム期間のＡＰＬデータの平均値とする。そして、連続する４つのＡＰＬ平均値に基づいて目標レベル（４ビットデータ）を設定する。この目標レベルは１６フレームごとに更新される。また、例えば、ＡＰＬ平均値をアドレスとしてテーブル（メモリ）に入力することで前記目標レベルが出力されるようにしておけばよい。
【００２０】
なお、ここで、従来項で用いた図４について再び解説する。ＡＰＬデータ（８ビットデータ）は１フレーム期間毎（１Ｖ毎）に生成され、ＡＰＬ平均値（８ビットデータ）は連続する４フレーム期間のＡＰＬデータの平均値とする。このＡＰＬ平均値に基づいて調光データ（４ビットデータ：０〜１５の１６段階）が生成され、この調光データによってランプ光量が制御される。調光データは実際の映像の明るさに対して４フレーム期間の遅れを生じたものとなる。従って、明るい映像から暗い映像に変わった時点では未だランプ光量の下げが実行されず、暗い映像に対して高出射光量のままの段階を経てランプ光量が急峻に下げられる過程を経るため、画面が瞬くのが見えてしまうことがある。また、このような不具合はフレームメモリなどの画像遅延手段を設け、映像の明るさ変化時点とランプ光量の調整時点との一致を図ることで解決することができるが、これではコスト高になる。
【００２１】
これに対し、本願発明においては、連続する４つのＡＰＬ平均値に基づいて目標レベル（４ビットデータ：０〜１５の１６段階）を設定し、この目標レベルに段階的に近づくように、調光データを生成する。この図３の例では、４フレーム期間ごとに調光データが更新され、また、１回の調光データの変化（段階）量は２段階となるようにしている（２段階は例示であり、これに限定されるものではない）。すなわち、現在の調光データと目標レベルとの差異が２段階以上であれば変化量は２段階となり、差異が１段階であれば変化量は１段階となり、差異がなければ調光データは変化しない。
【００２２】
これにより、図４（ｂ）から分かるように、ランプ光量の変化は、一定の比較的大きな時定数（変化の傾き）を持ち、ＡＰＬデータの変化に比べて緩慢となる。従って、例えば、明るい映像から暗い映像に変わった時点では未だランプ光量の下げが実行されずに暗い映像に対して高出射光量のままの段階を経たとしても、この後にランプ光量が急峻に下げられるのではなく、ランプ光量は緩く下げられることになるので、画面の瞬きを軽減することができる。
【００２３】
なお、上記の例では、連続する４つ（複数）のＡＰＬ平均値に基づいて目標レベルを設定し、前記４つのＡＰＬ平均値を含まない次の連続する４つ（複数）のＡＰＬ平均値に基づいて次の目標レベルを設定することとしたが、これに限るものではなく、例えば、連続する４つ（複数）のＡＰＬ平均値に基づいて目標値を設定し、次の一つのＡＰＬ平均値を新たに加えると共に４つ前のＡＰＬ平均値は入れない合計４つ（複数）のＡＰＬ平均値に基づいて次の目標レベルを設定する（すなわち、移動平均的に目標レベルを求める）こととしてもよい。この場合には、４フレーム期間ごとに目標レベルが変化することになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の実施形態の液晶プロジェクタを示した構成図である。
【図２】同図（ａ）は映像処理系及び光源制御系を示したブロック図であり、同図（ｂ）は光源制御系を機能ブロックによって示した説明図である。
【図３】同図（ａ）は、ＡＰＬデータ、ＡＰＬ平均値生成、調光データ生成、目標レベル生成の関係を示した説明図であり、同図（ｂ）は出射光量の変化の様子を示した説明図である。
【図４】同図（ａ）は、ＡＰＬデータ、ＡＰＬ平均値生成、調光データ生成の関係を示した説明図であり、同図（ｂ）は出射光量の変化の様子を示した説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    光源
２３  映像信号処理回路
２４  ガンマ補正回路
２５  マイコン（マイクロコンピュータ）
２６  ランプドライバ
３１，３２，３３  液晶ライトバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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