(57)【要約】【課題】  ライトバルブと調光素子を用いた投射型の映像表示装置において、白潰れやチラツキを起こすことがなく、かつ調光処理に際し、フレーム遅延が生じない映像表示方法および映像表示装置を提供する。【解決手段】  入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置であって、前記調光素子による前記ライトバルブに入射する光量を制御するために用いる調光パラメータの履歴を記憶するメモリ１０１４と、前記記憶された履歴データに基づいて使用する調光パラメータを推定するパラメータ推定部１０１３とを有する【選択図】    図３
2005092124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置における映像表示方法であって、
前記調光素子による前記ライトバルブに入射する光量を制御するために用いる調光パラメータの履歴を記憶するステップと、
前記記憶された履歴データに基づいて使用する調光パラメータを推定するステップと、
を有することを特徴とする映像表示方法。
【請求項２】
入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置における映像表示方法であって、
入力された画像信号から調光パラメータを求めるステップと、
前記入力された画像信号から求めた調光パラメータと、前記記憶された調光パラメータの履歴データから推定された調光パラメータとの差分を検出するステップと、
前記差分が大きい場合に前記調光素子による調光状態を入力された画像の明るさに速やかに一致させるように前記画像信号から求めた調光パラメータに基づいて制御するステップと、
を有することを特徴とする映像表示方法。
【請求項３】
入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置における映像表示方法であって、
入力された画像信号から調光パラメータを求めるステップと、
前記入力された画像信号から求めた調光パラメータと、前記記憶された調光パラメータの履歴データから推定された調光パラメータとの差分を検出するステップと、
前記差分が大きい場合に前記調光パラメータの履歴データを消去することを特徴とする映像表示方法。
【請求項４】
前記調光パラメータの履歴は、少なくとも過去２フレーム分のデータを記憶しておくことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の映像表示方法。
【請求項５】
前記履歴データを直線近似することにより前記調光パラメータを推定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の映像表示方法。
【請求項６】
入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置であって、
前記調光素子による前記ライトバルブに入射する光量を制御するために用いる調光パラメータの履歴を記憶する記憶手段と、
前記記憶された履歴データに基づいて使用する調光パラメータを推定する調光パラメータ推定手段と、
を有することを特徴とする映像表示装置。
【請求項７】
入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置であって、
入力された画像信号から調光パラメータを求める調光パラメータ演算手段と、
前記調光素子による前記ライトバルブに入射する光量を制御するために用いる調光パラメータの履歴を記憶する記憶手段と、
前記調光パラメータ演算手段より算出された調光パラメータのうち、調光制御に使用した調光パラメータを前記記憶手段に履歴データとして記憶するとともに、前記記憶された履歴データに基づいて使用する調光パラメータを推定する調光パラメータ推定手段とを有し、
前記調光パラメータ推定手段は、前記調光パラメータ演算手段により算出された調光パラメータの値と前記履歴データから推定した調光パラメータの値との差分を求め、該差分が大きい場合には、前記調光素子による調光状態を実際の画面の明るさに速やかに一致させるように前記画像信号から求めた調光パラメータの出力値を決定し、出力することを特徴とする映像表示装置。
【請求項８】
入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置における映像表示装置であって、
入力画像信号から調光パラメータを求める調光パラメータ演算手段と、
前記調光素子による前記ライトバルブに入射する光量を制御するために用いる調光パラメータの履歴を記憶する記憶手段と、
前記記憶された履歴データに基づいて使用する調光パラメータを推定する調光パラメータ推定手段とを有し、
前記調光パラメータ推定手段は、前記調光パラメータ演算手段により算出された調光パラメータの値と前記履歴データから推定した調光パラメータの値との差分を求め、該差分が大きい場合には、前記調光パラメータの履歴データを消去することを特徴とする映像表示装置。
【請求項９】
前記記憶手段には、少なくとも過去２フレーム分の前記調光パラメータの履歴データが記憶されることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の映像表示装置。
【請求項１０】
前記調光パラメータ推定手段は、前記履歴データを直線近似することにより前記調光パラメータを推定することを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像表示方法および映像表示装置に関し、特に、投射型の表示装置において、画像（本明細書では「映像」ともいう）のチラツキや白潰れを起こすことのない、映像表示方法および映像表示装置に関する。
【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の一形態として、ライトバルブ（液晶ライトバルブなど）と、ライトバルブに入射させる光の量を変化させる調光素子とを用い、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に拡大投射する投射型の映像表示装置（液晶プロジェクタなど）が知られている。
【０００３】
ライトバルブと調光機能を備えた投射型の映像表示方法及び映像表示装置は、ライトバルブが本来持っている表示階調範囲（ダイナミックレンジ）を余すことなく利用することにより、コントラスト感を著しく向上できるという優れた特徴を有している。
しかしながら、映画やテレビなどの一般的な映像においては、画面の明るさがさまざまに変化し、明るさの変化に調光状態を完全に追従させることは困難であり、その結果、表示画像が白潰れを起こす、映像がちらついて見えるといった問題があった。特に、図７及び図８に示すように、画像がゆっくり明るくなるフェードインの場合、調光の速度と画面が明るくなる速度とが一致しないと、白潰れやチラツキが起きやすいという問題が有った。
すなわち、画面（映像）の明るさの変化より調光変化が遅い場合（図７）には画面に白潰れが生じ、また画面の明るさの変化に対して調光変化が早い場合（図８）には画面にチラツキが生じるという問題が有った。
【０００４】
また、上記映像表示装置では、前フレームの画像信号に基づいてフィードバック制御を行っているので、解析対象となる画像と、調光制御ならびに画像処理する画像は最小で1フレームずれてしまう。これを解消するためにフレームメモリを搭載すると、コスト増になるという問題もある。
【０００５】
なお、本発明に関連する先行技術として、投射型表示装置のダイナミックレンジを拡張する方法が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
この先行技術においては、映像信号に応じて光変調器（ライトバルブ）に入射させる光の量を変化させるために、光源となるランプ（メタルハライドランプ）の光出力強度を変化させている。しかしながら、この先行技術で開示された方法においても、画面の明るさに調光状態を完全に追従させることは困難であった。
【特許文献１】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】
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ライトバルブと調光素子を用いた投射型の映像表示装置において、白潰れやチラツキを起こすことがなく、かつ調光処理に際し、フレーム遅延が生じない映像表示方法および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】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置における映像表示方法であって、前記調光素子による前記ライトバルブに入射する光量を制御するために用いる調光パラメータの履歴を記憶するステップと、前記記憶された履歴データに基づいて使用する調光パラメータを推定するステップとを有することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置における映像表示方法であって、入力された画像信号から調光パラメータを求めるステップと、前記入力された画像信号から求めた調光パラメータと、前記記憶された調光パラメータの履歴データから推定された調光パラメータとの差分を検出するステップと、前記差分が大きい場合に前記調光素子による調光状態を入力された画像の明るさに速やかに一致させるように前記画像信号から求めた調光パラメータに基づいて制御するステップとを有することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置における映像表示方法であって、入力された画像信号から調光パラメータを求めるステップと、前記入力された画像信号から求めた調光パラメータと、前記記憶された調光パラメータの履歴データから推定された調光パラメータとの差分を検出するステップと、前記差分が大きい場合に前記調光パラメータの履歴データを消去することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の映像表示方法において、前記調光パラメータの履歴は、少なくとも過去２フレーム分のデータを記憶しておく
ことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の映像表示方法において、前記履歴データを直線近似することにより前記調光パラメータを推定することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明は、入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置であって、前記調光素子による前記ライトバルブに入射する光量を制御するために用いる調光パラメータの履歴を記憶する記憶手段と、前記記憶された履歴データに基づいて使用する調光パラメータを推定する調光パラメータ推定手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７に記載の発明は、入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置であって、入力された画像信号から調光パラメータを求める調光パラメータ演算手段と、前記調光素子による前記ライトバルブに入射する光量を制御するために用いる調光パラメータの履歴を記憶する記憶手段と、前記調光パラメータ演算手段より算出された調光パラメータのうち、調光制御に使用した調光パラメータを前記記憶手段に履歴データとして記憶するとともに、前記記憶された履歴データに基づいて使用する調光パラメータを推定する調光パラメータ推定手段とを有し、前記調光パラメータ推定手段は、前記調光パラメータ演算手段により算出された調光パラメータの値と前記履歴データから推定した調光パラメータの値との差分を求め、該差分が大きい場合には、前記調光素子による調光状態を実際の画面の明るさに速やかに一致させるように前記画像信号から求めた調光パラメータの出力値を決定し、出力することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８に記載の発明は、入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置における映像表示装置であって、入力画像信号から調光パラメータを求める調光パラメータ演算手段と、前記調光素子による前記ライトバルブに入射する光量を制御するために用いる調光パラメータの履歴を記憶する記憶手段と、前記記憶された履歴データに基づいて使用する調光パラメータを推定する調光パラメータ推定手段とを有し、前記調光パラメータ推定手段は、前記調光パラメータ演算手段により算出された調光パラメータの値と前記履歴データから推定した調光パラメータの値との差分を求め、該差分が大きい場合には、前記調光パラメータの履歴データを消去することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項９に記載の発明は請求項６〜８のいずれかに記載の映像表示装置において、前記記憶手段には、少なくとも過去２フレーム分の前記調光パラメータの履歴データが記憶されることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項６〜９のいずれかに記載の映像表示装置において、前記調光パラメータ推定手段は、前記履歴データを直線近似することにより前記調光パラメータを推定することを特徴とする。
本発明によれば、調光制御信号（調光パラメータ）の履歴データにより調光処理に使用する制御信号を生成し、この制御信号に基づいて調光処理を行うようにしたので、画像（画面）変化に柔軟に対応でき、画像に白潰れやチラツキが発生するのを抑制できる、という効果が得られる。また、予測により制御を行うので、フィードバック方式と異なり調光処理を行うに際してフレーム遅延は生じない、という効果が得られる。
さらに、予測するのは、調光処理に使用する制御信号（調光パラメータ）であるので、過去のフレームの画像を参照する必要がなく、画像履歴を記憶する必要がないのでメモリ容量を少なくできるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。本発明の実施形態に係る映像表示装置は、入力された画像信号に応じて、ライトバルブ上の画像を変化させると共に、ライトバルブに入射する光量を調光素子により変化させる映像表示装置における映像表示方法であって、前記調光素子による前記ライトバルブに入射する光量を制御するために用いる調光パラメータの履歴を記憶するステップと、前記記憶された履歴データに基づいて使用する調光パラメータを推定するステップとを有する映像表示方法を実施するための装置である。
【００１９】
まず、最初に、本発明が適用される投射型の映像表示装置について説明する。
図１は、この投射型の映像表示装置を示す概略構成図であって、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型ライトバルブ（液晶ライトバルブなど）を備えた３板式の投射型カラー映像表示装置の例である。図中、符号１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは光源、１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは調光素子、２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂはライトバルブ、３０はクロスダイクロイックプリズム、４０は投射レンズ、４１はスクリーンを示している。
【００２０】
光源１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂはそれぞれ赤色光、緑色光、青色光を出射可能な色光源であり、各光源１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは、カラーフィルターを備えた超高圧水銀ランプやキセノンランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）、無機エレクトロルミネッセンス素子（無機ＥＬ素子）等の発光体１１と、この発光体１１の出力光を反射するリフレクタ１２とから構成されている。また、ライトバルブ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂはそれぞれ光源１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂに対応して設けられており、光源毎に光変調が可能となっている。
【００２１】
また、調光素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは、一対のガラス基板（光透過性基板）間に液晶層が挟持され、これら一対のガラス基板の液晶層側の面にそれぞれ光透過性電極が形成され、さらにこれら光透過性電極の液晶層側の面に配向膜がそれぞれ形成されてなる液晶パネルと、この液晶パネルの両側に積層された偏光板から概略構成されている。上記一対のガラス基板に挟まれる液晶としては、ＦＬＣ等の応答速度が大きいタイプのものが用いられている。
【００２２】
調光素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは、調光素子ドライバからの駆動信号を受けて光透過性電極に電圧を印加する際、フレーム間における電圧無印加と電圧印加の時間配分を変更すると、透過率１００％と透過率０％の時間配分を自由に変更することができ、また、このように透過率１００％と透過率０％の時間配分を変更することで、調光素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂから１フレーム間の射出光量を変化できるので、明るい画面であれば、１フレームにおけ透過率１００％の時間配分を大きくして透過率０％の時間配分を小さくすることにより１フレーム間の光量が多くなるようにする。
【００２３】
また、暗い画面であれば、１フレームにおける透過率１００％の時間配分を小さくして透過率０％の時間配分を大きくすることにより光量が少なくなるようにすることで、発光体１１からの１フレーム間の射出光量（発光体１１から１フレーム間に射出される光量）がこの調光素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂで調節される。
【００２４】
また、クロスダイクロイックプリズム３０は４つの直角プリズムが貼り合わされた構造を有し、その貼り合わせ面３０ａ、３０ｂには誘電体多層膜からなる光反射膜（図示略）が十字状に形成されている。具体的には、貼り合わせ面３０ａには、ライトバルブ２０Ｒで形成された赤色の画像光を反射し、ライトバルブ２０Ｇ、２０Ｂで形成された緑色及び青色の画像光を透過する光反射膜が設けられている。
【００２５】
一方、貼り合わせ面３０ｂには、ライトバルブ２０Ｂで形成された青色の画像光を反射し、ライトバルブ２０Ｒ、２０Ｇで形成された赤色及び緑色の画像光を透過する光反射膜が設けられている。そして、これらの光反射膜によって、各液晶ライトバルブ２０Ｒ〜２０Ｂで形成された各色の映像光が合成されてカラー映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４０によりスクリーン４１上に投射され、拡大された映像が表示される。
【００２６】
次に、本発明の実施形態に係る映像表示装置の構成について説明する。本発明の実施形態に係る映像表示装置の構成を図２に示す。同図において、本発明の実施形態に係る映像表示装置は、画像解析部１０１と、画像処理部１０２と、ライトバルブ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂと、ライトバルブ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを駆動するライトバルブドライバ１０３と、調光素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂと、調光素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを駆動する調光素子ドライバ１０４とを有している。
【００２７】
画像解析部１０１、画像処理部１０２には水平同期信号及び垂直同期信号が入力されるよになっている。
画像解析部１０１は、入力された画像信号から画像処理（明るさの伸張処理）に必要なパラメータ（伸張係数）及び調光処理に必要な調光パラメータ（調光係数）を決定する機能を有している。
画像処理部１０２は、画像解析部１０１で決定された画像処理（明るさの伸張処理）に必要なパラメータ（伸張係数）に基づいて画像信号に対する所定の画像処理、ここでは明るさ伸張処理を行う機能を有している。
【００２８】
上記構成において、画像処理部１０２で所定の画像処理が施された画像信号は、ライトバルブドライバ１０３を介して各ライトバルブ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂに供給される。
一方、画像解析部１０１によって決定された調光パラメータ（調光係数）に基づいて、調光素子ドライバ１０４、調光素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂによって、光源１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂからの射出光に対して調光処理を施すようになっている。
【００２９】
次に、画像解析部１０１の具体的構成を図３に示す。同図において、画像解析部１０１は、ヒストグラム作成部１０１１と、ヒストグラム解析部１０１２と、パラメータ推定部１０１３と、調光素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂによるライトバルブ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂに入射する光量を制御するための調光パラメータの履歴を記憶するメモリ１０１４とを有している。
ヒストグラム作成部１０１１は、入力された画像信号１ａから、単位時間（１フレーム期間）当たりの画像信号に含まれる画素データの、階調数毎の出現度数分布（ヒストグラム）を作成する機能を有する。
【００３０】
ヒストグラム解析部１０１２は、ヒストグラム作成部１０１１で作成されたヒストグラムを解析し、例えば、ヒストグラムに基づいて映像の明るさを（画像パラメータ）を検出し、調光処理のための仮の調光パラメータを求める機能を有している。ヒストグラム作成部１０１１及びヒストグラム解析部１０１２は本発明の調光パラメータ演算手段に相当する。「画像パラメータ」は、画像の明るさを特徴付けるパラメータであり、例えば、画像の平均明るさ、画像に含まれる最大明るさ、もしくは最大明るさから上位１０％の画素が含まれる明るさなどを画像パラメータとして用いることができる。
【００３１】
また、システム内で調光処理や画像の伸張処理を行うのに用いるパラメータ、具体的には、調光係数及び伸張係数を本明細書では、「システム制御パラメータ」と称することとする。
パラメータ推定部１０１３は、ヒストグラム作成部１０１１及びヒストグラム解析部１０１２により求められた調光パラメータのうち、調光制御に使用した調光パラメータをメモリ１０１４に履歴データとして記憶するとともに、記憶された履歴データに基づいて使用する調光パラメータを推定する機能を有している。メモリ１０１４には、本実施形態では、例えば、少なくとも過去２フレーム分の調光パラメータの履歴データが記憶されるようになっている。
【００３２】
また、パラメータ推定部１０１３は、調光パラメータとしての調光係数とともに、画像処理部１０２で画像処理に使用する伸張係数を算出し、推定する機能を有している。
さらに、パラメータ推定部１０１３は、ヒストグラム作成部１０１１及びヒストグラム解析部１０１２により算出された調光パラメータの値とメモリ１０１４に記憶されている履歴データから推定した調光パラメータの値との差分を求め、該差分が大きい場合には、調光素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂによる調光状態を実際の画面の明るさに速やかに一致させるように入力される画像信号１ａから求めた調光パラメータの出力値を決定し、出力する機能を有している。
【００３３】
さらに、パラメータ推定部１０１３は、前記調光パラメータ演算手段により算出された調光パラメータの値と前記履歴データから推定した調光パラメータの値との差分を求め、該差分が大きい場合には、前記調光パラメータの履歴データを消去する機能を有している。
パラメータ推定部１０１３は、メモリ１０１４に記憶されている調光パラメータの履歴データから調光処理に使用する調光パラメータを推定する際に、本実施形態では、例えば、上記履歴データを直線近似することにより推定する。
パラメータ推定部１０１３は、本発明の調光パラメータ推定手段に、メモリ１０１４は、本発明の記憶手段に、それぞれ相当する。
【００３４】
図３において、水平・垂直同期信号の双方がヒストグラム作成部１０１１に入力され、ヒストグラム作成部１０１１においてヒストグラムが作成される。そして、そのヒストグラムに基づいてヒストグラム解析部１０１２において、画像パラメータが抽出、決定されるとともに、調光パラメータとしての調光係数（システム制御パラメータ）が抽出、決定される。ただし、ここで決定されるシステム制御パラメータは個々のフレームに対応した仮の値であって、次段のパラメータ推定部１０１３において、調光パラメータの履歴データに基づいて真のシステム制御パラメータ（実際に調光処理や伸張処理に用いられるシステム制御パラメータ）が決定される。
【００３５】
調光の方法に関しては、例えば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他、投射拡大率による制御（投射レンズのズーミングに合わせた制御）、外部からの制御（使用者の好み等による制御）などを行っても良いが、ここでは、表示映像適応型の制御の場合を例として、画像パラメータとシステム制御パラメータの抽出を同じ方法で行う場合について説明する。
【００３６】
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４（ａ）のようになったとする。この例の場合、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を画像パラメータｂ（ｔ）とする。この最大の明るさの階調数を画像パラメータとする方法は、入力される画像信号ａ１に対し、最も忠実に明るさを表現できる方法である。あるいは、最大の明るさから出現数について一定の割合（例えば１０％）となる階調数を画像パラメータとしてもよい。
この方法の場合、小さな領域での明るさ変動の影響を受けないようにすることができる。
【００３７】
このようにして、ヒストグラム解析部１０１２において、例えば任意の１フレームでの階調数１９０が画像パラメータｂ（ｔ）に決定されると、この画像パラメータｂ（ｔ）に基づいて仮の調光係数ｘ'（ｔ）が計算される。例えば階調と明るさの関係を線形とした場合、最大明るさ（階調数２５５）を１００％とすると、仮の調光係数ｘ'（ｔ）は、ｘ'（ｔ）＝１９０／２５５＝０．７５（７５％）となる。この仮のｘ'（ｔ）は最終的に調光処理に使用される場合には、パラメータ推定部１０１３によりメモリ１０１４に調光パラメータの履歴データとして記憶される。ここで、本実施の形態の場合、少なくとも過去２フレームの調光パラメータ（調光係数）がメモリ１０１４に記憶される。
【００３８】
パラメータ推定部１０１３では、ヒストグラム解析部１０１２で求めた調光係数ｘ'（ｔ）と、メモリ１０１４に記憶されている複数フレーム分の調光係数を直線近似して得られる（推定値）との差分Δｘ（ｔ）が所定値以下の場合には、推定値を真の調光係数ｘ（ｔ）とする。図５は、フェードインのときの各フレームの画面の明るさの変化状態を示しており、白丸は、過去のフレームの画面の明るさであり、調光処理に使用した調光係数に対応している。この場合に、直線近似により、黒丸で示す調光係数が推定値として求められ、調光処理に使用されることとなる。
【００３９】
また、パラメータ推定部１０１３では、調光係数ｘ（ｔ）に基づいて伸張係数ｙ（ｔ）を求める。例えば調光係数ｘ（ｔ）がｘ（ｔ）＝１９０／２５５＝０．７５（７５％）である場合には、最大階調範囲にまで伸張する場合、伸張係数ｙ（ｔ）は、２５５／１９０＝１．３４となる。パラメータ推定部１０１３は、このようにして推定した調光係数ｘ（ｔ）を調光素子ドライバ１０４に、伸張係数ｙ（ｔ）を画像処理部１０２に同時に出力する。
【００４０】
この結果、パラメータ推定部１０１３より出力された調光パラメータ（調光係数）に基づいて、調光素子ドライバ１０４、調光素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂによって、光源１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂからの射出光に対して調光処理が施される。
一方、画像処理部１０２は、入力される画像信号１ａと画像解析部１０１のパラメータ推定部１０１３から受信した伸張係数に基づいて、ライトバルブ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂの光量及び各色の映像信号の伸長量を設定し、ライトバルブドライバ１０３に出力する。
【００４１】
ライトバルブドライバ１０３は、画像処理部１０２からの駆動信号によりライトバルブ２０を駆動する。また、調光素子ドライバ１０４は、画像解析部１０１のパラメータ推定部１０１３から出力される調光係数を基に、調光素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを駆動する。
ここで、調光係数と伸張係数とは１フレーム内で同期して変化するようにする。なお、「調光係数」とは、照明光の調光率のことであり、標準表示を行う場合（明るさ最大のとき）を１として１以下で変化する。「伸張係数」とは、ライトバルブに表示する画像データの伸張率のことであり、標準表示を行う場合を１として１以上で変化する。調光係数と伸張係数とは略反比例の関係にあり、調光係数×伸張係数≒１となる。
【００４２】
例えば階調と明るさの関係を線形とした場合（ガンマ係数が１．０の場合）、最大明るさ（階調数２５５）を１００％とすると、調光係数ｘは、ｘ＝１９０／２５５＝０．７５（７５％）となり、これに基づいて真の調光係数ｘが算出され、その調光係数ｘに対応する光量が得られるように調光素子２６を駆動すればよいことになる。
【００４３】
また、伸張係数については、例えば最大階調範囲にまで伸張する場合、上記の例では伸張係数ｙは、ｙ＝２５５／１９０＝１．３４となり、この伸張係数ｙに基づいて、画像処理部２１において図４（ａ）に示した階調数０〜１９０までの映像信号が、図４（ｂ）に示すように階調数０〜２５５まで伸張される。このような調光処理と伸張処理の組み合わせによって、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。
【００４４】
一方、パラメータ推定部１０１３は、ヒストグラム作成部１０１１及びヒストグラム解析部１０１２により算出された調光パラメータの値とメモリ１０１４に記憶されている履歴データから推定した調光パラメータの値との差分を求め、該差分が大きい場合には、調光素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂによる調光状態を実際の画面の明るさに速やかに一致させるように入力される画像信号１ａから求めた調光パラメータの出力値を決定し、出力する。
この結果、図５に示したフェードイン等の場合のように画面の明るさが急激に変化した場合に、画面の明るさの変化に調光速度が速やかに追従できるので、画面に白潰れやチラツキの発生を抑制することができる。
【００４５】
図６は、  瞬きのように画面の明るさが各フレームで大きく変化するような場合における画面の明るさの変化状態を示している。同図において、ａ１〜ａ７は、過去の各フレームにおける画面の明るさであり、ヒストグラム解析部１０１２により求めた仮の調光係数に対応している。また、ｂ１〜ｂ７は、過去のフレームにおいて、実際に調光処理に使用した調光係数である。
【００４６】
このように画面の明るさが変化する場合には、パラメータ推定部１０１３は、ヒストグラム作成部１０１１及びヒストグラム解析部１０１２により算出された調光パラメータの値と前記履歴データから推定した調光パラメータの値との差分を求め、該差分が大きいために、最初に調光パラメータの履歴データから求めた調光係数ｂ１の値を維持したまま、調光係数を変化させず、今回の調光処理にはｂ１〜ｂ７と同一値である調光係数ｂ８を推定値として出力する。
【００４７】
また、パラメータ推定部１０１３は、このように、ヒストグラム作成部１０１１及びヒストグラム解析部１０１２により算出された調光パラメータの値と前記履歴データから推定した調光パラメータの値との差分が大きい場合には、ヒストグラム解析部１０１２により求めた前記調光パラメータの履歴データａ１〜ａ７を参照せず、消去する。
以上のように本実施形態に係る映像表示装置によれば、調光制御信号（調光パラメータ）の履歴データにより調光処理に使用する制御信号を生成し、この制御信号に基づいて調光処理を行うようにしたので、画像（画面）変化に柔軟に対応でき、画像に白潰れやチラツキが発生するのを抑制でき、かつ予測するのは、制御信号であるので、過去のフレームの画像を参照する必要がなく、調光処理を行うに際してフレーム遅延は生じない。
【００４８】
また、図１に示した例では、調光素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを用いて、発光体１１からライトバルブ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂに入射する光量を制御する場合の構成例であるが、これに限らず、ライトバルブ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂへの入射光量を制御するためには、一定光量を出力する光源と単位時間あたり透過光量を制限するフィルタとの組み合わせであれば何でもよく、例えば、絞り機構や時分割シャッタ、液晶シャッタなどを用いることができる。さらに、光源の出力光量を直接制御するようにしてもよい。
【００４９】
また、ライトバルブとしては、液晶ライトバルブの他、デジタルミラーデバイス（Digital Mirror Device，ＤＭＤともいう）を使用してもよい。また、本発明の映像表示装置に用いられている技術的思想は、投射型の映像表示装置のみならず、直視ディスプレイによる映像表示装置にも応用できるものである。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、図２に示す映像表示装置内の画像解析部１０１、及び画像処理部１０２などについては、専用のハードウェアによりその機能を達成してもよく、また、画像解析部１０１、画像処理部１０２の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、図２に示す映像表示装置内の画像解析部１０１、画像処理部１０２などに必要な処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００５１】
また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００５２】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００５３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の映像表示装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明では、調光制御信号の履歴により適用する制御信号を生成し、それに基づき調光を行うことにより、画像変化に柔軟に対応でき、かつフレームずれがない調光制御をおこなうことができ、画面に白潰れやチラツキが発生するのを抑制できるので、ライトバルブと調光素子を使用した映像表示装置、および映像表示方法などに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明が適用される投射型映像表示装置の概略構成図。
【図２】本発明の実施形態に係る映像表示装置の構成を示すブロック図。
【図３】図２における画像解析部の構成を示すブロック図。
【図４】ヒストグラムの例を示す説明図。
【図５】フェードインにおける画面の明るさの変化状態を示す説明図。
【図６】画面が瞬くときの画面の明るさの変化状態を示す説明図。
【図７】画面の明るさの変化に対して調光変化が遅い場合における画面変化と調光変化との関係を示す説明図。
【図８】画面の明るさの変化に対して調光変化が速い場合における画面変化と調光変化との関係を示す説明図。
【符号の説明】
【００５６】
１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ… 調光素子、２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ… ライトバルブ、１０１…画像解析部、１０２… 画像処理部、１０３…ライトバルブドライバ、１０４… 調光素子ドライバ、１０１１…ヒストグラム作成部、１０１２…ヒストグラム解析部、１０１３… パラメ一タ推定部、１０１４…メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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