(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を映像信号に応じた投影光に変調する光変調素子を備えた投影装置において、
前記映像信号から１画面内の最大輝度値を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された最大輝度が、予め決められている複数の輝度レベル領域のうちのいずれの領域に属するか判断する判断手段と、
前記光源の光量を、前記判断手段により判断された輝度レベル領域に対応して予め決められている割合の光量に制御する光源制御手段と、
前記光変調素子により表現可能な階調に対する前記映像信号が有する輝度領域の割当倍率を、前記光源制御手段による光源の前記予め決められている割合への光量制御に伴う前記投影光の輝度低下を補完する予め決められている割当倍率に増大させる階調制御手段と
を備え、
前記階調制御手段は、階調値のビット操作として、前記光変調素子がフレーム内で階調表現可能な階調のビット数よりも多いビット数に変換された階調値の特定のビット部分を選択することにより、前記割当倍率に増大させる
ことを特徴とする投影装置。
【請求項２】
前記判断手段は、前記予め決められている複数の輝度レベル領域として、前記光変調素子により表現可能な階調に対する前記映像信号が有する輝度領域が、最大階調の１／２ｉ（ｉ＝１、２、・・・の整数）倍以下の領域に属するか否かを判断し、
前記判断手段により、前記映像信号が有する輝度領域が、最大階調の１／２ｉ倍以下の領域に属すると判断された場合、
前記光源制御手段は、前記光源の光量を、１／２ｉ倍の光量に制御するとともに、前記階調制御手段は、前記割当倍率を、２ｉ倍の割当倍率に増大させる
ことを特徴とする請求項１記載の投影装置。
【請求項３】
前記光源制御手段は、前記光源への供給電力を制御することにより、前記光源の光量を、前記検出手段により検出された最大輝度値における前記映像信号が有する輝度領域でのレベル位置に応じて前記予め決められている割合の光量に制御することを特徴とする請求項１又は２記載の投影装置。
【請求項４】
前記光源制御手段は、前記光源の一定時間内の点灯時間を制御することにより、前記光源の光量を、前記検出手段により検出された最大輝度値における前記映像信号が有する輝度領域でのレベル位置に応じて前記予め決められている割合の光量に制御することを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の投影装置。
【請求項５】
前記光変調素子は、画素単位でオンオフ駆動されることにより階調を表現する構成であり、
前記光源制御手段は、前記光変調素子の駆動タイミングに同期して前記光源を点灯させることにより、前記光源の光量を、前記検出手段により検出された最大輝度値における前記映像信号が有する輝度領域でのレベル位置に応じて前記予め決められている割合の光量に制御する
ことを特徴とする請求項４記載の投影装置。
【請求項６】
前記検出手段は、前記映像信号から１画面内の最大輝度値をＲＧＢの色成分毎に検出し、
前記光源制御手段は、前記光源の光量を、前記検出手段により検出されたＲＧＢの色成分毎の最大輝度値における前記映像信号が有する輝度領域に対応して前記予め決められている割合の光量に制御し、
前記階調制御手段は、前記割当倍率を、前記光源制御手段によるＲＧＢの色成分毎の光源の前記予め決められている割合への光量制御に伴う前記投影光の輝度低下を補完する前記予め決められている割当倍率に増大させる
ことを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の投影装置。
【請求項７】
光源からの光を映像信号に応じた投影光に変調する光変調素子を備えた投影装置における表示制御方法であって、
前記映像信号から１画面内の最大輝度を検出する検出工程と、
前記検出工程により検出された最大輝度が、予め決められている複数の輝度レベル領域のうちのいずれの領域に属するか判断する判断工程と、
前記光源の光量を、前記判断工程により判断された輝度レベル領域に対応して予め決められている割合の光量に制御する光源制御工程と、
前記光変調素子により表現可能な階調に対する前記映像信号が有する輝度領域の割当倍率を、前記光源制御工程による光源の前記予め決められている割合への光量制御に伴う前記投影光の輝度低下を補完する予め決められている割当倍率に増大させる階調制御工程と
を含み、
前記階調制御工程は、階調値のビット操作として、前記光変調素子がフレーム内で階調表現可能な階調のビット数よりも多いビット数に変換された階調値の特定のビット部分を選択することにより、前記割当倍率に増大させる
ことを特徴とする表示制御方法。
【請求項８】
光源からの光を映像信号に応じた投影光に変調する光変調素子を備えた投影装置が有するコンピュータに、
前記映像信号から１画面内の最大輝度を検出する検出処理と、
前記検出処理により検出された最大輝度が、予め決められている複数の輝度レベル領域のうちのいずれの領域に属するか判断する判断処理と、
前記光源の光量を、前記判断処理により判断された輝度レベル領域に対応して予め決められている割合の光量に制御する光源制御処理と、
前記光変調素子により表現可能な階調に対する前記映像信号が有する輝度領域の割当倍率を、前記光源制御処理による光源の前記予め決められている割合への光量制御に伴う前記投影光の輝度低下を補完する予め決められている割当倍率に増大させる階調制御処理と
を実行させ、
前記階調制御処理は、階調値のビット操作として、前記光変調素子がフレーム内で階調表現可能な階調のビット数よりも多いビット数に変換された階調値の特定のビット部分を選択することにより、前記割当倍率に増大させる
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの光を映像信号に応じた投影光に変調する光変調素子を備えた投影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光変調素子を備えた投影装置として、映像信号に基づく映像をスクリーン等の投影対象に拡大表示させるプロジェクタがある。
プロジェクタに用いられる光変調素子としては、透過型や反射型の液晶ディバイス、ディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）がある。
【０００３】
また、この種のプロジェクタにおいて、稼働中に映像信号の入力がない状態となったとき、つまり映像を何も投影していないときには、光源ランプの明るさを低下させることにより、省電力と静寂化を図る要にする技術が、例えば、下記特許文献１に記載されている。
【非特許文献１】特開２００３−５１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記技術においては、光源ランプの明るさを低下させる期間が、映像が何も投影されていない期間に過ぎない。そのため、それにより得られる省電力効果等が僅かに過ぎず、それが未だ満足が行くものではないという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、高い省電力効果を得ることが可能となる投影装置、及び表示制御方法と、その実現に使用されるプログラム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】
【０００６】
前記課題を解決するため請求項１の発明にあっては、光源からの光を映像信号に応じた投影光に変調する光変調素子を備えた投影装置において、前記映像信号から１画面内の最大輝度値を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された最大輝度が、予め決められている複数の輝度レベル領域のうちのいずれの領域に属するか判断する判断手段と、
前記光源の光量を、前記判断手段により判断された輝度レベル領域に対応して予め決められている割合の光量に制御する光源制御手段と、前記光変調素子により表現可能な階調に対する前記映像信号が有する輝度領域の割当倍率を、前記光源制御手段による光源の前記予め決められている割合への光量制御に伴う前記投影光の輝度低下を補完する予め決められている割当倍率に増大させる階調制御手段とを備え、
前記階調制御手段は、階調値のビット操作として、前記光変調素子がフレーム内で階調表現可能な階調のビット数よりも多いビット数に変換された階調値の特定のビット部分を選択することにより、前記割当倍率に増大させるものとした。
【０００９】
また、請求項２の発明にあっては、前記判断手段は、前記予め決められている複数の輝度レベル領域として、前記光変調素子により表現可能な階調に対する前記映像信号が有する輝度領域が、最大階調の１／２ｉ（ｉ＝１、２、・・・の整数）倍以下の領域に属するかを判断し、前記判断手段により、前記映像信号が有する輝度領域が、最大階調の１／２ｉ倍以下の領域に属すると判断された場合、前記光源制御手段は、前記光源の光量を、１／２ｉ倍の光量に制御するとともに、前記階調制御手段は、前記割当倍率を、２ｉ倍の割当倍率に増大させるものとした。
また、請求項３の発明にあっては、前記光源制御手段は、前記光源への供給電力を制御することにより、前記光源の光量を、前記検出手段により検出された最大輝度値における前記映像信号が有する輝度領域でのレベル位置に応じて前記予め決められている割合の光量に制御するものとした。
【００１０】
また、請求項４の発明にあっては、前記光源制御手段は、前記光源の一定時間内の点灯時間を制御することにより、前記光源の光量を、前記検出手段により検出された最大輝度値における前記映像信号が有する輝度領域でのレベル位置に応じて前記予め決められている割合の光量に制御するものとした。
【００１１】
また、請求項５の発明にあっては、前記光変調素子は、画素単位でオンオフ駆動されることにより階調を表現する構成であり、前記光源制御手段は、前記光変調素子の駆動タイミングに同期して前記光源を点灯させることにより、前記光源の光量を、前記検出手段により検出された最大輝度値における前記映像信号が有する輝度領域でのレベル位置に応じて前記予め決められている割合の光量に制御するものとした。
【００１２】
また、請求項６の発明にあっては、前記検出手段は、前記映像信号から１画面内の最大輝度値をＲＧＢの色成分毎に検出し、前記光源制御手段は、前記光源の光量を、前記検出手段により検出されたＲＧＢの色成分毎の最大輝度値における前記映像信号が有する輝度領域に対応して前記予め決められている光量に制御し、前記階調制御手段は、前記光変調素子により表現可能な階調に対する前記映像信号が有する輝度領域の割当倍率を、前記光源制御手段によるＲＧＢの色成分毎の光源の前記予め決められている割合への光量制御に伴う前記投影光の輝度低下を補完する前記予め決められている割当倍率に増大させるものとした。
【００１３】
また、請求項７の発明にあっては、光源からの光を映像信号に応じた投影光に変調する光変調素子を備えた投影装置における表示制御方法であって、前記映像信号から１画面内の最大輝度を検出する検出工程と、前記検出工程により検出された最大輝度が、予め決められている複数の輝度レベル領域のうちのいずれの領域に属するか判断する判断工程と、前記光源の光量を、前記判断工程により判断された輝度レベル領域に対応して予め決められている割合の光量に制御する光源制御工程と、前記光変調素子により表現可能な階調に対する前記映像信号が有する輝度領域の割当倍率を、前記光源制御工程による光源の前記予め決められている割合への光量制御に伴う前記投影光の輝度低下を補完する予め決められている割当倍率に増大させる階調制御工程とを含み、
前記階調制御工程は、階調値のビット操作として、前記光変調素子がフレーム内で階調表現可能な階調のビット数よりも多いビット数に変換された階調値の特定のビット部分を選択することにより、前記割当倍率に増大させる方法とした。
【００１５】
また、請求項８の発明にあっては、光源からの光を映像信号に応じた投影光に変調する光変調素子を備えた投影装置が有するコンピュータに、前記映像信号から１画面内の最大輝度を検出する検出処理と、前記検出処理により検出された最大輝度が、予め決められている複数の輝度レベル領域のうちのいずれの領域に属するか判断する判断処理と、前記光源の光量を、前記判断処理により判断された輝度レベル領域に対応して予め決められている割合の光量に制御する光源制御処理と、前記光変調素子により表現可能な階調に対する前記映像信号が有する輝度領域の割当倍率を、前記光源制御処理による光源の前記予め決められている割合への光量制御に伴う前記投影光の輝度低下を補完する予め決められている割当倍率に増大させる階調制御処理とを実行させ、
前記階調制御処理は、階調値のビット操作として、前記光変調素子がフレーム内で階調表現可能な階調のビット数よりも多いビット数に変換された階調値の特定のビット部分を選択することにより、前記割当倍率に増大させるプログラムとした。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように本発明によれば、投影映像の質を維持しながら高い省電力効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態を図にしたがって説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明に係るプロジェクタの概略構成を示したブロック図であり、以下の構成を備えている。
【００１８】
すなわち本実施の形態のプロジェクタは、映像入力端子１から入力した各種のアナログの映像信号（例えばアナログＲＧＢ信号やビデオ信号）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ２を備えている。本実施の形態においてＡ／Ｄコンバータ２の量子化ビット数は１０ビットであり、ここで変換された映像データは階調変換部３、及び輝度抽出部４へそれぞれ出力される。
【００１９】
輝度抽出部４は、Ａ／Ｄコンバータ２から出力された１０ビットの映像データから輝度成分を抽出し、フレーム毎に１画面分すなわち全画素分の輝度情報をＣＰＵ５へ逐次出力する。
【００２０】
階調変換部３は、Ａ／Ｄコンバータ２から出力された１０ビットの映像データを、後述する投影ディバイス８で表現可能な階調数に応じた８ビットの映像データに変換する、つまりビット数を削減することにより、１０２４階調の映像データを２５６階調の映像データに変換し、変換後の映像データをイメージプロセッサ３へ出力する。
【００２１】
また、階調変換部３は、上記の階調変換を行うときの動作モードとして１倍モードと２倍モードと４倍モードの３つの階調変換モードを有しており、ＣＰＵ５からフレーム毎に送られる指令に従い所定の階調変換モードによって階調変換を行う。
ここで、１倍モードは、入力した１０ビットの映像データから上位側８ビットのデータを抽出するモードであり、２倍モードは、入力した１０ビットの映像データから最上位ビットと最下位ビットとを除く中位８ビットのデータを抽出するモードであり、４倍モードは、入力した１０ビットの映像データから下位側８ビットのデータを抽出するモードである。
【００２２】
図２は、階調変換部３における各々の階調変換モードによる入力輝度と出力輝度との関係をそれぞれ示した図であって、同図（ａ）が１倍モードでの変化、同図（ｂ）が２倍モードでの変化、同図（ｃ）が４倍モードでの変化である。
【００２３】
図示したように、各々の階調変換モードにおいては、８ビットデータを抽出するビット範囲がそれぞれ異なることにより、入力輝度が最低輝度値１から最大輝度値２５６まで変化すると、出力輝度が以下のよう変化する。
【００２４】
すなわち２倍モード（ｂ）では入力輝度値が１２８レベル上がる毎に出力輝度値が１から２５６まで変化し、４倍モード（ｃ）では入力輝度値が６４レベル上がる毎に出力輝度値が１から２５６まで変化する。
【００２５】
なお、図示しないが出力輝度値の実際の変化は、１倍モード（ａ）では入力輝度値が４レベル増える毎に１レベル増える階段状の変化となり、２倍モード（ｂ）では入力輝度値が２レベル増える毎に１レベル増える階段状の変化となる。
【００２６】
前記イメージプロセッサ６は、上述したいずれかの階調変換モードによって階調変換された８ビットの映像データを、一定のフレームレートで図示しないフレームメモリに１画面毎に取り込み、ＣＰＵ５の指示に応じて、取り込んだ映像（画像）データに対する拡大・縮小・台形歪み補正等の変形処理や色合い調整等の画像処理を行い、処理後の映像信号を投影処理ＬＳＩ７へ順次出力する。
【００２７】
そして、前記投影処理ＬＳＩ７は、８ビットの映像信号に含まれる画素毎の階調情報に基づく駆動信号を生成し、その駆動信号により所定のフレームレートで投影ディバイス８を駆動する。
【００２８】
前記投影ディバイス８はＤＭＤや透過型液晶、反射型液晶等の光変調素子であり、投影処理ＬＳＩ７は投影ディバイス８に応じた所定の駆動信号を生成して投影ディバイス８を駆動する。
【００２９】
投影ディバイス８は前記駆動信号によって駆動されることにより、光源９からの一定光量の光ビームを、例えば画素毎の反射角度を変化させたり、画素毎の透過率を変化させたりすることにより変調する。
【００３０】
そして、変調された光ビームが投影光学系１０により拡散され、投影光として任意のスクリーン上に照射されることによって、入力した映像信号に基づく映像がスクリーン上に投影表示される。
【００３１】
また、前記光源９は発光量の調整が可能で、かつ十分な応答性を有するものであり、例えばＬＥＤ等であり、その光量（明るさ）を光量調整部１１によって調整される。
【００３２】
光量調整部１１は、図示しない電源部から光源９へ供給する電力を変化させることにより、光源９の光量をＣＰＵ５の指示に応じた割合の光量に調整する。なお、本実施の形態では後述するように１００％、５０％、２５％の３段階に調整する。
【００３３】
ＣＰＵ５は、前述したように階調変換部３やイメージプロセッサ６、光量調整部１１の動作を制御するとともに、プログラムメモリ１２に記憶されている制御プログラムに従いプロジェクタ全体を制御する。なお、制御プログラムにはＣＰＵ５を本発明の検出手段、光源制御手段、階調制御手段、判断手段として機能させるプログラムが含まれている。
【００３４】
図３は、プロジェクタが任意の映像信号に基づく映像をスクリーンに表示しているときＣＰＵ５が実行する本発明に係る処理を示すフローチャートである。
【００３５】
すなわちＣＰＵ５は、輝度抽出部４からフレーム毎に１画面分の輝度情報が入力する毎に、それらのうちの最大輝度を検出する（ステップＳ１）。
【００３６】
次に、検出した最大輝度が、予め決められている輝度レベル領域（輝度範囲）のうちのいずれの領域に属するかを確認する（ステップＳ２）。すなわち本実施の形態においては輝度レベル領域として、輝度範囲が「１〜６４」の低輝度レベル領域と、輝度範囲が「６５〜１２８」の中輝度レベル領域と、輝度範囲が「１２９〜２５６」の高輝度レベル領域の３つの輝度レベル領域に分けられており、ステップＳ２では、検出した最大輝度がそれらの輝度レベル領域のいずれに属するのか確認する。
【００３７】
そして、確認した輝度レベル領域が高輝度レベル領域であって、例えば入力映像に非常に明るい部分が存在しているときには、前記光量調整部１１に光源９の光量を１００％に調整させ、かつ前記階調変換部３に１倍モードによる階調変換を行わせる（ステップＳ３）。
【００３８】
これにより、通常の輝度を有する映像、つまりに入力した映像内に絶対輝度値が最大（輝度値２５６）である部分が存在するときには、その部分が投影ディバイス８において表現可能な最大輝度（輝度値２５６）となる映像が表示される。
【００３９】
また、ステップＳ２で確認した輝度レベル領域が中輝度レベル領域であって、例えば入力映像に特別明るい部分が存在していないときには、前記光量調整部１１に光量を５０％（１／２）に調整（低下）させ、かつ前記階調変換部３に２倍モードによる階調変換を行わせる（ステップＳ４）。
【００４０】
係る処理により、まず光源９の消費電力を抑える。同時に、投影ディバイス８による表現階調に対する、映像信号におけるその時点のフレームの１画面に存在する全ての輝度が含まれる輝度領域（以下、有効輝度領域という）である輝度値１〜１２８の輝度領域の階調の割当倍率（以下、階調割当倍率という）を、１倍モードによる階調変換が行われる通常の２倍（１〜２５６）、つまり光源９の光量の低下率の逆数倍とすることにより、光源９の光量の低下に伴う投影映像の輝度の低下分を補完する。これにより光源９の光量を低下させない場合と同様の輝度を投影映像に確保する。
【００４１】
なお、１倍モード（通常）のときと２倍モードのときの階調割当倍率の違いは、図２（ａ）及び同図（ｂ）に示した入力輝度に対する出力輝度の変化の傾き角度の違いに相当する。
【００４２】
さらに、ステップＳ２で確認した輝度レベル領域が低輝度レベル領域であって、例えば入力映像が明るい部分全く存在せず全体的にも暗い映像であるときには、前記光量調整部１１に光源９の光量を２５％（１／４）に調整（低減）させ、かつ前記階調変換部３に４倍モードによる階調変換を行わせる（ステップＳ５）。
【００４３】
係る処理により、先の場合と同様にまず光源９の消費電力を抑える。同時に、投影ディバイス８による表現階調に対する、映像信号における有効輝度領域である輝度値１〜６４の輝度領域の階調割当倍率を、１倍モードによる階調変換が行われる通常の４倍（１〜２５６）、つまり光源９の光量の低下率の逆数倍とすることにより、光源９の光量低下に伴う投影映像の輝度の低下分を補完する。これにより光源９の光量を低下させない場合と同様の輝度を投影映像に確保する。
【００４４】
以後、上述した処理がフレーム毎に繰り返されることにより、入力映像信号の１画面内の最大輝度（Ｙ）の変化に応じて、供給電力の制御による光源９の光量（明るさ）、及び投影ディバイス８による表現階調に対する映像信号の階調の割当倍率が自動的に変化する。
【００４５】
図４は、その一例を示した図である。なお、同図は、便宜上、入力映像信号の最大輝度（Ｙ）を、それが最大輝度値２５６であるときを１００％として示したものであり、５０％が輝度値１２８に相当し、２５％が輝度値６４に相当する。
【００４６】
したがって、本実施の形態にプロジェクタにおいては、映像を投影している期間中においても、光源９の光量を自動的に低下させることによって光源９の消費電力を抑えることができる。しかも、それによって投影映像のコントラストを低下させることがない。これにより、投影映像の質を維持しながら高い省電力効果を得ることができる。
【００４７】
しかも、前述した光源９の光量及び階調割当倍率の制御が、フレーム毎に、その時の１画面内の最大輝度値に従い自動的に行われるため、ユーザにあっては特定の動作モードを設定する必要がなく、使い勝手もよい。
【００４８】
なお、本実施の形態においては、光源９の光量及び階調割当倍率を、入力映像信号の１画面内の最大輝度値が属する輝度レベル領域に応じて３段階に制御するものについて説明したが、それを４段階以上の複数段階に制御するようにしてもよいし、さらには、上記最大輝度値の変化に応じてリニアに制御するようにしてもよい。
その場合、階調割当倍率の制御については、例えば前記階調変換部３に前述した方法とは異なる任意の方法、例えば入力した映像信号の輝度成分を、フレーム毎の１画面内の最大輝度に応じた増幅率で増幅させるといった方法による階調変換動作を行わせればよい。
【００４９】
また、階調変換部３を、投影に先立つ種々の画像処理を行うイメージプロセッサ６の前段に設けたものについて説明したが、階調変換部３はイメージプロセッサ３の後段に設けてもよい。
【００５０】
また、入力映像信号の１画面内の最大輝度値の検出、光源９の光量及び階調割当倍率の制御を行うための構成は前述したものに限定されるものではなく任意であり、本実施の形態とは異なり、それらをハードウェアのみにより行う構成や、ソフトウェア（ＣＰＵ５）のみにより行う構成としてもよい。
【００５１】
また、本実施の形態では、入力する映像信号が動画像の信号である場合に対応可能とするため、光源９が、光量制御に際して十分な応答性を有するＬＥＤ等であることを前提としたが、光源９はハロゲンランプやメタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等とすることもできる。
【００５２】
その場合であっても、入力する映像信号が静止画像の信号である場合においては前述した効果を得ることができる。また、その場合には、光量を低下させたとき、それと共に上記ランプの放熱用の冷却ファンの回転数を下げることにより、消費電力をより効果的に削減することができる。特に明るい部分全く存在せず全体的にも暗い映像である静止画像を投影している間については、その効果が大きい。
【００５３】
また、以上においては、便宜上、投影光が単色光である構成を前提として本実施の形態を説明したが、前述したプロジェクタをカラー映像（画像）の投影が可能な構成であっても、前述した効果を得ることができる。
その場合におけるカラー表現方式については、単板式や３板式のいずれであってもよく、また単板式の場合、色面順次方式（フィールドシーケンシャルカラー方式）等の任意の方式を採用することができる。
【００５４】
（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図１に示した構成において、前記光量調整部１１が第１の実施の形態と異なり、光源９をデューティ駆動によって点灯させるとともに、そのデューティ比つまり単位時間内の点灯率をＣＰＵ５の指示に応じて１００％、５０％、２５％の３段階に変化させるものである。なお、これ以外については第１の実施の形態と同様である。ただし、使用可能な光源９としては、デューティ比の変化により光量が調整可能で、かつ優れた応答性を有するＬＥＤ等の発光素子である。
【００５５】
図５は、本実施の形態のプロジェクタが任意の映像信号に基づく映像をスクリーンに表示しているときの動作を示した図４に対応する図である。
【００５６】
したがって、本実施の形態においても、光源９の光量、及び映像信号の階調割当倍率を、入力映像信号の１画面内の最大輝度値が属する輝度レベル領域に応じて３段階に制御することにより、スクリーン上の投影映像のコントラストを低下させることなく、映像を投影している期間中であっても光源９の消費電力を抑えることができ、投影映像の質を維持しながら省電力化を図ることができる。
【００５７】
しかも、前述した光源９の光量及び階調割当倍率の制御が、フレーム毎に、その時の１画面内の最大輝度値に従い自動的に行われるため、ユーザにあっては特定の動作モードを設定する必要がなく、使い勝手もよい。
【００５８】
また、光源９の光量をデューティ比の変化により調整するものであるため、光源９として、供給電力により制御可能な光量の制御幅が狭いものを用いる場合であって、光量の制御幅を広げることができる。
【００５９】
（実施形態３）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第２の実施の形態で説明したプロジェクタにおいて、前記投影ディバイス８としてＤＭＤを用いる場合に関するものである。
【００６０】
その場合には、前記光量調整部１１が光源９をデューティ駆動するとき、その駆動（発光）タイミングをＤＭＤの駆動タイミングに同期させることにより、ＤＭＤのマイクロミラーがオン状態にあるオン動作期間内に光源９を点灯させる。図６は、その一例を示した図である。係る実施の形態においても、第１及び第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
なお、各画素がオンオフ駆動されるとともに単位時間内にオン動作状態に駆動される比率によって階調を表現するものであれば、ＤＭＤに限らず他の光変調素子を前記投影ディバイス８として用いる場合についても、本実施の形態と同様、光源９の駆動タイミングを光変調素子の駆動タイミングと同期させればよい。
【００６２】
（実施形態４）
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態で説明したプロジェクタにおいて、前記光源９を、光量の調整可能でかつ優れた応答性を有するＬＥＤ等の発光素子を用いＲＧＢの色成分別に設けることにより、単板式でかつ色面順次方式によるカラー表現を可能とする場合に関するものである。
【００６３】
その場合は、前記階調変換部３を、入力した映像データをＲＧＢの色成分毎に階調変換するものとし、また光量調整部１１を、ＲＧＢ各色の発光素子を１フレーム内に決められた順で時分割発光させ、その際の発光量を供給電力の調整により色別に３段階に調整するものとして、プロジェクタが任意の映像信号に基づく映像をスクリーンに表示しているときには、ＣＰＵ５に図３の処理と同様の処理を色成分毎に行わせる。
【００６４】
すなわち、まずフレーム毎に前記イメージプロセッサ３からＲＧＢ毎の輝度情報を取得させ、ＲＧＢ毎に１画面内での最大輝度値が、高、中、低のいずれの輝度レベル領域に属するのかを確認させる。そして、各色の発光素子の発光量として、ＲＧＢ毎の輝度レベル領域に応じた割合の光量を設定させ、かつ階調変換部３におけるＲＧＢ毎の階調変換モードを所定のモードに設定させる。なお、ＲＧＢのそれぞれについて各輝度レベル領域に対応する光量、及び階調変換モードの制御内容についても第１の実施の形態と同様とする。
【００６５】
それにより、図７に示したように、入力映像信号の１画面内の最大輝度（Ｙ）の変化に応じて、１フレーム内でのＲＧＢの各表示期間におけるＲＧＢ毎の光量（明るさ）、及び投影ディバイス８による表現階調に対する映像信号のＲＧＢ毎の階調の割当倍率を自動的に変化させる。
【００６６】
つまり暗い映像等を投影するときには、光源９（発光素子）の光量をＲＧＢ毎に所定の割合に低下させると同時に、映像信号のＲＧＢ毎の階調の割当倍率を、ＲＧＢ毎の光量の低下率の逆数倍とすることにより、光源９の光量低下に伴う投影映像の輝度の低下分を補完して、光源９の光量を低下させない場合と同様の輝度を投影映像に確保する。
【００６７】
これにより、単板式でかつ色面順次方式によりカラー表現を可能とする場合においても、第１〜第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
なお、ここでは、本発明をＲＧＢの色成分毎に光源を有する構成のものに適用する場合を説明したが、これに限らず、本発明は一般的な単板式のプロジェクタ、つまり図１に示した構成において、前記投影ディバイス８と前記投影光学系９との間にＲＧＢの三色のカラーフィルタを備えたカラーホイールが設けられるとともに、それを回転するためのモータや駆動回路が付加された構成のプロジェクタにも採用することができる。
【００６９】
（実施形態５）
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第２の実施の形態で説明したプロジェクタにおいて、第４の実施の形態と同様、前記光源９をＲＧＢの色成分別のＬＥＤ等の発光素子により構成し、単板式でかつ色面順次方式によるカラー表現を可能とする場合に関するものである。
【００７０】
その場合は、前記階調変換部３を、入力した映像データをＲＧＢの色成分毎に階調変換するものとし、光量調整部１１を、ＲＧＢ各色の発光素子を１フレーム内に決められた順で時分割発光させ、その際の発光量をデューティ比（単位時間内の点灯率）の調整により色別に３段階に調整するものとする。
【００７１】
そして、プロジェクタが任意の映像信号に基づく映像をスクリーンに表示しているときには、先に第４の実施の形態で説明した処理と同様の処理を行わせ、それにより、図８に示したように、入力映像信号の１画面内の最大輝度（Ｙ）の変化に応じて、１フレーム内でのＲＧＢの各表示期間におけるＲＧＢ毎の光量（明るさ）、及び投影ディバイス８による表現階調に対する映像信号のＲＧＢ毎の階調の割当倍率を自動的に変化させる。
【００７２】
したがって、係る実施の形態においても、単板式でかつ色面順次方式によるカラー表現が可能な構成において、第１〜第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
なお、ここでは、本発明をＲＧＢの色成分毎に光源を有する構成のものに適用する場合を説明したが、これに限らず、本発明は一般的な単板式のプロジェクタにも採用することができる。
【００７４】
（実施形態６）
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第５の実施の形態で説明したプロジェクタにおいて、前記投影ディバイス８としてＤＭＤを用いる場合に関するものである。
【００７５】
その場合には、前記光量調整部１１がＲＧＢの色成分毎に発光素子をデューティ駆動するとき、各々の駆動（発光）タイミングをＤＭＤの駆動タイミングに同期させることにより、ＤＭＤのマイクロミラーがオン状態にあるオン動作期間内に各色成分の発光素子を点灯させる。図９は、その一例を示した図である。係る実施の形態においても、第４及び第５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７６】
なお、各画素がオンオフ駆動されるとともに単位時間内にオン動作状態に駆動される比率によって階調を表現するものであれば、ＤＭＤに限らず他の光変調素子を前記投影ディバイス８として用いる場合についても、本実施の形態と同様、ＲＧＢの色成分毎に発光素子の駆動タイミングを光変調素子の駆動タイミングと同期させればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係るプロジェクタの概略構成を示したブロック図である。
【図２】階調変換モードの違いによる入力輝度と出力輝度との関係の違いを示した図である。
【図３】第１の実施の形態におけるプロジェクタの動作を示すフローチャートである。
【図４】入力映像信号の最大輝度と、階調割当倍率及び光源の光量との関係を示した図である。
【図５】第２の実施の形態の動作を示す図４に対応する図である。
【図６】第３の実施の形態の動作を示す図４に対応する図である。
【図７】第４の実施の形態の動作を示す図４に対応する図である。
【図８】第５の実施の形態の動作を示す図５に対応する図である。
【図９】第６の実施の形態の動作を示す図６に対応する図である。
【符号の説明】
【００７８】
１    映像入力端子
２    Ａ／Ｄコンバータ
３    階調変換部
４    輝度抽出部
５    ＣＰＵ
６  イメージプロセッサ
７    投影処理ＬＳＩ
８    投影ディバイス
９    光源
１０  投影光学系
１１    光量調整部
１２    プログラムメモリ
【図１】
0005277518.tif 000002
【図２】
0005277518.tif 000003
【図３】
0005277518.tif 000004
【図４】
0005277518.tif 000005
【図５】
0005277518.tif 000006
【図６】
0005277518.tif 000007
【図７】
0005277518.tif 000008
【図８】
0005277518.tif 000009
【図９】
0005277518.tif 000010