JP2006284982A - 調光情報生成装置、その方法、そのプログラム、そのプログラムを記録した記録媒体、および画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 照明光量を調整した際に表示画像にフリッカおよび白とびが生じることのない調光情報を生成できる調光情報生成装置を提供すること。
【解決手段】調光情報生成装置としての表示情報処理部１２は、光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂから射出された光束の照明光量を調整可能とし前記光束を表示情報に応じて光変調素子４Ｒ，４Ｇ，４Ｂにてフレーム毎に順次変調して表示情報に基づく表示画像を表示する画像表示装置１０に用いられる。表示情報処理部１２は、複数のフレーム分の表示情報に基づいて各表示情報に基づく各表示画像の明るさに関する各明るさパラメータを生成する明るさパラメータ生成部１２１と、注目するフレームと注目するフレームより時間的に後の他の各フレームとの間の各フレーム数、フレーム毎に照明光量を変更可能とする最大調光量に関する調光特性情報、および各明るさパラメータに基づいて、注目するフレーム時における照明光量に関する調光情報を生成する調光情報生成部１２２とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、調光情報生成装置、その方法、そのプログラム、そのプログラムを記録した記録媒体、および画像表示装置に関する。

従来、光源から射出された光束を表示情報に応じて光変調素子にて変調し、表示情報に基づく表示画像を表示する画像表示装置が知られている。特に、低消費電力および薄型等を実現するために、光変調素子として液晶ライトバルブを用いて、光源から射出された光束を表示情報に応じて液晶ライトバルブにて変調し、投射レンズにてスクリーンに拡大投射してスクリーン上に投影画像を生成する投射型表示装置が広く用いられている。
この投射型表示装置では、黒画像を実現するために液晶ライトバルブを駆動制御した場合であっても、液晶ライトバルブの特性や、光源から射出された光束の迷光等の影響により、投影画像を完全に黒表示にすることができず、所謂黒浮きと呼ばれる問題が生じる。特に、暗い投影画像を生成した場合には、投影画像のコントラスト比も低下してしまうという問題がある。

そこで、上述した問題を解決する技術として、以下の投射型表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の投射型表示装置では、表示情報（映像信号）の１画面当たりの平均輝度を検出し、検出された輝度信号に応じて光源の輝度を変更する処理（調光処理）を実施するとともに、検出された輝度信号に応じて映像信号の階調レンジを変更する処理（階調レンジ変更処理）を実施している。例えば、全体的に暗い場面の映像信号においては、調光処理により光源の輝度を小さくし、階調レンジ変更処理により映像信号の階調レンジを増加させて投影画像の輝度は変えずに階調を増加させている。このような方法によれば、特に暗い場面において、光源の輝度を減少させることで黒浮きが軽減されかつ、階調を増加させることで高コントラスト比の投影画像を実現している。

特開平５−６６５０１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の投射型表示装置では、例えば、動画像の表示、すなわち画面を切り替えて表示している際に、画面の明るさが急激に変わるような場合には、１画面の表示情報の解析結果に応じて調光処理を実施しているため、急激に光源の輝度を変更することとなり、投影画像に所謂フリッカ（ちらつき）が生じてしまう、という問題がある。
そこで、上述した問題を解決するために、時定数を設けて調光処理および階調レンジ変更処理を実施することで、照明光量および階調レンジの変更を緩やかに実施することが考えられる。しかしながら、照明光量および階調レンジの変更を緩やかに実施した場合には、上述した画面の明るさが急激に変わるような場合に、照明光量および階調レンジの変更を画面の明るさに追従させることができない。特に、急激に画面が明るくなった場合には、１画面中の輝度の高い部分の色が表現しきれない、所謂白とびが生じてしまう。

本発明の目的は、照明光量を調整した際に表示画像にフリッカおよび白とびが生じることのない調光情報を生成できる調光情報生成装置、その方法、そのプログラム、そのプログラムを記録した記録媒体、および画像表示装置を提供することにある。

本発明の調光情報生成装置は、光源から射出された光束の照明光量を調整可能とし前記光源から射出された光束を表示情報に応じて光変調素子にてフレーム毎に順次変調して前記表示情報に基づく表示画像を表示する画像表示装置に用いられ、前記照明光量を調整するための調光情報を生成する調光情報生成装置であって、複数のフレーム分の前記表示情報に基づいて、各表示情報に基づく各表示画像の明るさに関する各明るさパラメータを生成する明るさパラメータ生成部と、注目するフレームと前記注目するフレームより時間的に後の他の各フレームとの間の各フレーム数、前記フレーム毎に前記照明光量を変更可能とする最大調光量に関する調光特性情報、および前記各明るさパラメータに基づいて、前記注目するフレーム時における前記照明光量に関する調光情報を生成する調光情報生成部とを備えていることを特徴とする。

本発明によれば、調光情報生成装置は、明るさパラメータ生成部および調光情報生成部を備えているので、注目するフレームよりも時間的に後の各フレーム時における明るさパラメータに応じて注目するフレーム時における調光情報を生成できる。このため、フレーム毎に照明光量を緩やかに変更させつつ、フレーム毎の表示画像の各明るさを常に実現可能とする調光情報を生成できる。
したがって、画像表示装置が調光情報生成装置にて生成された調光情報に基づいて調光処理（照明光量の調整処理）を実施すれば、フレーム毎に照明光量を緩やかに変更でき、フレーム間で明るさが急激に変わるような場合であっても、表示画像（動画像）にフリッカが生じることがない。
また、画像表示装置が調光情報生成装置にて生成された調光情報に基づいて階調レンジ変更処理を実施すれば、階調レンジの変更を表示画像の明るさに追従させることができ、フレーム間で明るさが急激に変わるような場合であっても、階調を十分に確保して１画面中の輝度の高い部分の色を良好に表現でき、表示画像に白とびが生じることがない。

本発明の調光情報生成装置では、前記調光情報生成部は、前記各フレーム数、前記調光特性情報、および前記各明るさパラメータに基づいて、前記他の各フレーム時に前記他の各フレームに対応する各明るさパラメータに基づく前記表示画像の各明るさを実現するために前記注目するフレーム時で必要とする各補償照明光量に関する各補償調光情報を算出する補償調光情報算出部と、前記注目するフレームに対応する明るさパラメータに基づく前記表示画像の明るさを実現する照明光量に関する注目フレーム調光情報、および前記各補償調光情報のうち、最も大きい照明光量を有する最大調光情報を認識し、前記最大調光情報に基づく照明光量以上の照明光量となるように前記注目するフレーム時における前記調光情報を設定する調光情報設定部とを備えていることが好ましい。
本発明によれば、調光情報生成部は、補償調光情報算出部を備えているので、注目するフレームよりも時間的に後の他の各フレーム時に該各フレームに対応する各明るさパラメータに基づく表示画像の各明るさを実現するために注目するフレーム時で達していなければならない各補償照明光量に関する各補償調光情報を算出できる。また、調光情報生成部は、調光情報設定部を備えているので、注目するフレームに対応する明るさパラメータに基づく表示画像の明るさを実現する照明光量に関する注目フレーム調光情報と、補償調光情報算出部にて算出された各補償調光情報とのうち、最も大きい照明光量を有する最大調光情報を認識し、最大調光情報に基づく照明光量以上の照明光量となるように、注目するフレーム時における照明光量に関する調光情報を設定できる。このことにより、補償調光情報に応じて注目するフレーム時において最低限必要な照明光量を認識しながら注目するフレーム時における照明光量に関する調光情報を生成することで、フレーム毎に照明光量を緩やかに変更させつつフレーム毎の表示画像の各明るさを常に実現できる最適な調光情報を生成できる。したがって、画像表示装置が上述した最適な調光情報に基づいて、調光処理および階調レンジ変更処理を実施すれば、表示画像におけるフリッカおよび白とびを確実に防止できる。

本発明の調光情報生成装置では、前記調光情報生成部は、前記複数のフレーム分の前記各明るさパラメータにおける各フレーム間の変化量を算出する明るさパラメータ変化量算出部と、前記変化量と所定の閾値とを比較し、前記所定の閾値以下である前記変化量に対応する各フレーム時において、前記調光情報を同一に設定する調光情報設定部とを備えていることが好ましい。
本発明によれば、調光情報生成部は、明るさパラメータ変化量算出部および調光情報設定部を備えているので、各フレーム間における各明るさパラメータの変化量が所定の閾値以下である場合に、各フレーム間における調光情報を同一に設定できる。すなわち、フレーム間で表示画像の各明るさの変化が少ない場合には、前記各フレームにおける照明光量を一定にするように調光情報を設定できる。したがって、画像表示装置が上述した調光情報に基づいて調光処理および階調レンジ変更処理を実施すれば、同程度の明るさの表示画像が連続している場合に照明光量および階調レンジを一定とすることができ、より安定した表示画像（動画像）を表示できる。

本発明の調光情報生成方法は、光源から射出された光束の照明光量を調整可能とし前記光源から射出された光束を表示情報に応じて光変調素子にてフレーム毎に順次変調して前記表示情報に基づく表示画像を表示する画像表示装置に用いられ、前記照明光量を調整するための調光情報を生成する調光情報生成方法であって、複数のフレーム分の前記表示情報に基づいて、各表示情報に基づく各表示画像の明るさに関する各明るさパラメータを生成するステップと、注目するフレームと前記注目するフレームより時間的に後の他の各フレームとの間の各フレーム数、前記フレーム毎に前記照明光量を変更可能とする最大調光量に関する調光特性情報、および前記各明るさパラメータに基づいて、前記注目するフレーム時における前記照明光量に関する調光情報を生成するステップとを含むことを特徴とする。
本発明によれば、前述した調光情報生成装置を用いて行う方法であるから、本発明の調光情報生成装置と同様な前述の作用効果を奏する。

本発明の調光情報生成プログラムは、上述した調光情報生成方法を調光情報生成装置内のコンピュータに実行させることを特徴とする。
本発明によれば、調光情報生成プログラムを前述した調光情報生成装置内のコンピュータに実行させることにより、本発明の調光情報生成装置と同様な前述の作用効果を奏する。

本発明の調光情報生成プログラムを記録した記録媒体は、上述した調光情報生成プログラムがコンピュータに読取可能に記録されていることを特徴とする。
本発明によれば、調光情報生成方法を実行させるためのプログラムを記録媒体に記録させるので、プログラムの取り扱いが容易で、本発明の利用促進を大幅に図れる。

本発明の画像表示装置は、光源から射出された光束を表示情報に応じてフレーム毎に順次変調する光変調素子を備え、前記表示情報に基づく表示画像を表示する画像表示装置であって、上述した調光情報生成装置と、前記調光情報生成装置にて生成された調光情報に基づいて、前記光源から射出される光束の照明光量を調整する照明光量調整部とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、画像表示装置は、上述した調光情報生成装置と、照明光量調整部とを備えているので、上述した調光情報生成装置と同様な作用効果を奏する。

本発明の画像表示装置は、光源から射出された光束を表示情報に応じてフレーム毎に順次変調する光変調素子を備え、前記表示情報に基づく表示画像を表示する画像表示装置であって、複数のフレーム分の前記表示情報に基づく各表示画像の明るさに関する各明るさパラメータを取得する明るさパラメータ取得部と、注目するフレームと前記注目するフレームより時間的に後の他の各フレームとの間の各フレーム数、前記フレーム毎に前記照明光量を変更可能とする最大調光量に関する調光特性情報、および前記各明るさパラメータに基づいて、前記注目するフレーム時における前記照明光量に関する調光情報を生成する調光情報生成部と、前記調光情報に基づいて、前記光源から射出される光束の照明光量を調整する照明光量調整部とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、画像表示装置は、明るさパラメータ取得部と、調光情報生成部と、照明光量調整部とを備えているので、上述した調光情報生成装置と同様な作用効果を奏する。
また、画像表示装置は、明るさパラメータを外部から取得する構成であるので、内部に明るさパラメータを生成する処理部を設ける必要がなく、画像表示装置の内部の回路構成を簡素化でき、省電力化および低価格化を実現できる。

本発明の画像表示装置では、前記調光情報に基づいて、前記表示情報における各画素に対応する各画素値を伸張して前記表示情報の階調レンジを変更する階調レンジ変更処理を実施する階調レンジ変更処理部を備えていることが好ましい。
本発明によれば、画像表示装置は、表示情報に対して階調レンジ変更処理を実施する階調レンジ変更処理部を備えているので、上述した調光情報生成装置と同様な作用効果を奏する。

[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１および図２には、本実施形態の投射型の画像表示装置１０が示されている。図１は、光変調素子として液晶ライトバルブを用い、液晶ライトバルブへの照明光量を調整するために、光源をＲＧＢ各色の固体光源（ＬＥＤ(Light Emitting Diode)光源）を用いた場合の画像表示装置１０の光学系の平面図である。図２は、画像表示装置１０の構造を示すブロック図である。

〔画像表示装置の光学系の構成〕
図１において、本実施形態における画像表示装置１０の光学系は、ダイクロイックプリズム１、赤色固体光源２Ｒ、緑色固体光源２Ｇ、青色固体光源２Ｂ、偏光板３、液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ、投射レンズ５により構成される。なお、液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂに偏光板３が取り付けられることで液晶ライトバルブが構成される。

赤色固体光源２Ｒより射出された光は偏光板３および透過型の液晶パネル４Ｒを介してダイクロイックプリズム１へ、緑色固体光源２Ｇより射出された光は透過型の偏光板３および液晶パネル４Ｇを介してダイクロイックプリズム１へ、青色固体光源２Ｂより射出された光は偏光板３および透過型の液晶パネル４Ｂを介してダイクロイックプリズム１へ、それぞれ射出される。液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは、映像信号に応じて偏光状態の変化として光学像を形成する。

ダイクロイックプリズム１は、４個の三角プリズムを接合したものであり、接合面を構成するダイクロイックプリズム１の斜面のＸ字状に交差するように赤反射ダイクロイック多層膜と青反射ダイクロイック多層膜を蒸着したものである。ダイクロイックプリズム１に入射した各原色は、ダイクロイックプリズム１により１つの光に合成された後、投射レンズ５に入射し、液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂにて形成された光学像は、投射レンズ５によりスクリーン６に拡大投射されスクリーン６上に投影画像（表示画像）が生成される。

また、本実施形態における画像表示装置１０は、図２に示すように、前述の固体光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂおよび液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの他、種々のハードウェアを表示情報入力部１１、表示情報処理部１２、照明光量調整部１３、および表示駆動部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ、記憶部１５として機能させるコンピュータプログラムを備えている。

表示情報入力部１１は、ＰＣ(Personal Computer)、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)プレーヤ等から表示情報を入力し、圧縮されたデジタルデータの場合はデコード等の処理を行い、アナログ信号の場合はＡ／Ｄ(Analog to Digital)変換等の処理を行い、ＲＧＢの画像信号に変換して、表示情報処理部１２に供給する。

表示情報処理部１２は、表示情報入力部１１を介して入力した表示情報を解析して表示すべきフレーム時で液晶ライトバルブへ照射させる照明光量（調光情報）を決定するとともに調光情報に応じた信号を照明光量調整部１３に送る機能と、表示すべきフレームに対応する表示情報に所定の処理（色変換処理、階調特性補正処理、色むら補正処理等）を行い、各色の液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの表示駆動部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに前記所定の処理を施した画像データを送る機能とを有する。なお、以下では、前記所定の処理における色変換処理および色むら補正処理については、説明を省略する。この表示情報処理部１２は、図２に示すように、明るさパラメータ生成部１２１と、調光情報生成部１２２と、階調レンジ変更処理部としての階調補正処理部１２３等を備える。

明るさパラメータ生成部１２１は、表示情報入力部１１を介して順次入力した表示情報を順次解析して、表示情報に基づく投影画像の明るさに関する明るさパラメータを生成する。そして、明るさパラメータ生成部１２１は、生成した明るさパラメータ、画像データ、およびフレームを識別する識別情報としてのフレーム番号を関連付けて記憶部１５に記憶させる。

調光情報生成部１２２は、記憶部１５に記憶されたＮフレーム分の各明るさパラメータ、記憶部１５に記憶された後述する調光特性情報、およびＮフレームのうち表示すべきフレームと該表示すべきフレームより時間的に後の他のフレームとの間の各フレーム数に基づいて、表示すべきフレーム時で液晶ライトバルブへ照射させる照明光量に関する調光情報を生成する。そして、調光情報生成部１２２は、生成した調光情報に応じた信号を階調補正処理部１２３および照明光量調整部１３に出力する。この調光情報生成部１２２は、補償調光情報算出部１２２Ａと、調光情報設定部１２２Ｂとを備える。
補償調光情報算出部１２２Ａは、各明るさパラメータ、前記調光特性情報、および前記各フレーム数に基づいて、表示すべきフレームより時間的に後の他の各フレーム時に該他の各フレームに対応する各明るさパラメータに基づく投影画像の各明るさを実現するために表示すべきフレーム時で必要とする各補償照明光量に関する各補償調光情報を算出する。
調光情報設定部１２２Ｂは、表示すべきフレームに対応する明るさパラメータに基づく表示画像の明るさを実現する照明光量に関する注目フレーム調光情報、および各補償調光情報のうち、最も大きい照明光量を有する最大調光情報を認識し、認識した最大調光情報を表示すべきフレーム時における調光情報として設定する。
なお、上述した各調光情報としては、照明光量の最小値を０％および照明光量の最大値を１００％とした時の前記各照明光量を割合（％）で表した情報を用いることができる。

階調補正処理部１２３は、記憶部１５に記憶されたＮフレーム分の画像データのうち表示すべきフレームの画像データを読み出し、調光情報生成部１２２にて生成された調光情報に応じて前記画像データに対して階調レンジ変更処理を施し、液晶ライトバルブの使用階調（ダイナミックレンジ）を変更する。そして、階調補正処理部１２３は、前記階調レンジ変更処理を施した画像データを表示駆動部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに出力する。

以上説明した表示情報処理部１２が、本発明に係る明るさパラメータ生成部、および調光情報生成部（補償調光情報算出部および調光情報設定部を含む）を含む調光情報生成装置に相当する。

照明光量調整部１３は、表示情報処理部１２からの調光情報に応じた信号に基づいて、各色の固体光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを制御して、ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)変調等にて照明光量を調整する。すなわち、固体光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ自身からの出射光量を制御するのである。

表示駆動部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂは、表示情報処理部１２から出力された画像データに基づいて駆動信号を生成し、液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを駆動する。

記憶部１５は、図２に示すように、調光特性情報記憶部１５１と、表示情報記憶部１５２とを備える。
調光特性情報記憶部１５１は、フレーム毎（フレームが切り替わる毎）に照明光量を変更可能とする最大調光量に関する調光特性情報を記憶する。なお、本実施形態では、照明光量調整部１３は、所定の時定数を設けて緩やかに照明光量を調整するように構成されており、最大調光量は、前記時定数に応じて設定されたものである。また、調光特性情報としては、照明光量の最小値を０％および照明光量の最大値を１００％とした時の前記最大調光量を割合（％）で表した情報を用いることができる。
表示情報記憶部１５２は、明るさパラメータ生成部１２１にて出力された、明るさパラメータ、画像データ、およびフレーム番号が関連付けられた情報を、Ｎフレーム分記憶する。ここで、Ｎ（フレームの数）は、調光特性情報に応じて決定されるものである。

〔画像表示装置の動作〕
次に、上述した画像表示装置１０の動作について図面に基づいて説明する。
図３は、画像表示装置１０の動作を説明するフローチャートである。
先ず、表示情報処理部１２を構成する明るさパラメータ生成部１２１は、表示情報入力部１１を介して順次入力した表示情報を順次解析して、各表示情報に基づく各明るさパラメータを生成する（ステップＳ１）。

具体的に、例えば、明るさパラメータ生成部１２１は、入力した画像データ（表示情報）を解析することで、該画像データを構成する各画素に対応する色毎の各画素値（各ＲＧＢ値）を大きい順に認識する。また、明るさパラメータ生成部１２１は、全画素数における画素値の大きい方から上位Ａ％（例えば、0.1%〜2%程度）目の画素に対応する画素値を認識する。そして、明るさパラメータ生成部１２１は、最小画素値を０％および最大画素値を１００％とした時の前記認識した画素値の割合（％）を算出し、該割合（％）を明るさパラメータとして設定する。
そして、明るさパラメータ生成部１２１は、表示情報入力部１１を介して入力した表示情報に基づく明るさパラメータを順次生成して、生成した明るさパラメータ、画像データ、およびフレーム番号を関連付けた情報をＮフレーム分、表示情報記憶部１５２に記憶させる。なお、Ｎフレーム分の画像データを圧縮した状態で表示情報記憶部１５２に記憶させる構成としてもよいし、Ｎフレーム分の画像データを非圧縮の状態で表示情報記憶部１５２に記憶させる構成としてもよい。Ｎフレーム分の画像データを圧縮した状態で表示情報記憶部１５２に記憶させる構成とすれば、Ｎフレーム分の画像データを記憶する記憶部の記憶容量を低減でき、表示情報記憶部１５２として記憶容量の小さいものを採用できるので、画像表示装置１０の低価格化が可能となる。

なお、明るさパラメータの生成方法としては、上述したような全画素数における画素値（各ＲＧＢ値）の大きい方から上位Ａ％目の画素に対応する画素値に基づいて明るさパラメータ（％）を生成する方法に限らず、例えば、以下の方法を採用してもよい。
例えば、画像データを構成する各画素に対応する色毎の各画素値（各ＲＧＢ値）の最大値に基づいて、上記同様に明るさパラメータ（％）を生成する。
また、例えば、画像データを構成する各画素に対応する輝度値の最大値に基づいて、上記同様に明るさパラメータ（％）を生成する。
さらに、例えば、画像データを構成する各画素に対応する各輝度値の大きい方から上位Ａ％（例えば、0.1%〜2%程度）目の画素に対応する輝度値に基づいて、上記同様に明るさパラメータ（％）を生成する。
画像データを構成する各画素に対応する色毎の各画素値（各ＲＧＢ値）または各輝度値の大きい方から上位Ａ％目の画素に対応する画素値または輝度値に基づいて明るさパラメータ（％）を生成することで、明るさパラメータ（％）の時間的変化を安定化させることができる。

ステップＳ１の後、表示情報処理部１２を構成する調光情報生成部１２２は、表示すべきフレーム時で液晶ライトバルブへ照射させる照明光量に関する調光情報を生成する（ステップＳ２）。
図４および図５は、調光情報の生成方法の一例を示す図である。なお、図４では、縦軸が割合（％）を示し、横軸がフレーム番号を示している。また、図４では、実線が明るさパラメータを示し、破線が調光情報を示している。図４および図５の例では、表示情報記憶部１５２に５フレーム分の情報（明るさパラメータおよび画像データ）が記憶され、明るさパラメータ生成部１２１から出力される情報に応じて順次１フレームずつ更新されていくものとする。そして、図４および図５の例では、順次１フレームずつ更新され、フレーム番号が「１０１」〜「１１２」まで達したものとする。さらに、図４および図５の例では、フレーム毎に照明光量を変更可能とする最大調光量の割合が増加時に２０％、減少時に１０％、すなわち、調光特性情報が２０％（増加時）および１０％（減少時）であるものとする。そして、図４において、調光特性情報を１点鎖線で示している。なお、図４および図５の例において、調光特性情報が２０％（増加時）であり、調光情報が０％に近い場合から１００％まで増加させるのに５フレーム分の時間が掛かるため、表示情報記憶部１５２には５フレーム分の情報（明るさパラメータおよび画像データ）が記憶されている。

先ず、補償調光情報算出部１２２Ａは、記憶部１５に記憶された情報に基づいて、調光特性情報（％）およびＮフレーム分の各明るさパラメータ（％）を認識する。また、補償調光情報算出部１２２Ａは、表示情報記憶部１５２に記憶されたフレーム番号に基づいて、表示すべきフレームと該表示すべきフレームより時間的に後の他のフレームとの間のフレーム数を認識する。そして、補償調光情報算出部１２２Ａは、表示すべきフレームより時間的に後の他の各フレーム時に該他の各フレームに対応する各明るさパラメータ（％）と同一の割合を有する調光情報（％）を実現するために表示すべきフレーム時で必要とする各補償調光情報（％）を算出する（ステップＳ２Ａ）。

例えば、図４および図５の例において、明るさパラメータ生成部１２１から出力される情報に応じて順次１フレームずつ更新されてフレーム番号が「１０１」〜「１０５」の５フレーム分の情報が表示情報記憶部１５２に記憶された（現在時刻において外部から入力したフレーム番号が「１０５」の表示情報（画像データ）を明るさパラメータ生成部１２１が解析して表示情報記憶部１５２に記憶されたフレーム番号が「１００」に対応する情報をフレーム番号が「１０５」の情報に更新した）後、補償調光情報算出部１２２Ａは、「１０２」のフレーム番号に対応する明るさパラメータが「３０％」であり、フレーム毎に照明光量を調整可能な最大調光量に関する調光特性情報が「２０％」であるため、「１０２」のフレーム時に該「１０２」のフレームに対応する明るさパラメータである「３０％」と同一の割合を有する調光情報を実現するために、表示すべきフレーム時である「１０１」のフレーム時で必要とする補償調光情報Ｉ１（図４）を「１０％」として算出する。また、補償調光情報算出部１２２Ａは、他の各フレームである「１０３」、「１０４」、「１０５」の各フレームに対応する明るさパラメータ（％）と同一の割合を有する調光情報を実現するために、表示すべきフレーム時である「１０１」のフレーム時で必要とする補償調光情報Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４（図４）を、上記同様に、「−１０％」、「−３０％」、「−４０％」としてそれぞれ算出する。

以上のようにして、ステップＳ２Ａにおいて、補償調光情報算出部１２２Ａは、表示すべきフレームが切り替わる毎に、表示すべきフレームよりも時間的に後のＮ−１のフレーム分（図４および図５の例では４フレーム分）の各明るさパラメータ（％）、調光特性情報（％）、およびフレーム数に基づいて、表示すべきフレーム時で必要とする各補償調光情報を算出する。
例えば、図４および図５の例において、補償調光情報算出部１２２Ａは、表示すべきフレーム番号が「１０１」から「１０２」に切り替わると、「１０３」、「１０４」、「１０５」、「１０６」のフレーム番号の各明るさパラメータ（それぞれ３０％、３０％、４０％、８０％）、および調光特性情報（２０％）に基づいて、表示すべきフレーム時である「１０２」のフレーム時で必要とする各補償調光情報Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４（図４）を、上記同様に、「１０％」、「−１０％」、「−２０％」、「０％」としてそれぞれ算出する。

また、例えば、補償調光情報算出部１２２Ａは、各補償調光情報Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４（図４）を、表示すべきフレーム番号が「１０３」の場合には「１０％、０％、２０％、１０％」、表示すべきフレーム番号が「１０４」の場合には「２０％、４０％、３０％、−１０％」、表示すべきフレーム番号が「１０５」の場合には「６０％、５０％、１０％、−３０％」、表示すべきフレーム番号が「１０６」の場合には「７０％、３０％、−１０％、−３０％」、表示すべきフレーム番号が「１０７」の場合には「５０％、１０％、−１０％、−２０％」、表示すべきフレーム番号が「１０８」の場合には「３０％、１０％、０％、１０％」としてそれぞれ算出する。
そして、補償調光情報算出部１２２Ａは、算出した各補償調光情報（％）に応じた信号を調光情報設定部１２２Ｂに出力する。

ステップＳ２Ａの後、調光情報設定部１２２Ｂは、表示情報記憶部１５２に記憶された情報に基づいて、表示すべきフレームに対応する明るさパラメータ（％）と同一の割合を注目フレーム調光情報（％）として認識する。また、調光情報設定部１２２Ｂは、注目フレーム調光情報（％）、およびステップＳ２Ａにおいて算出した表示すべきフレーム時で必要とする各補償調光情報（％）を比較して最も大きい割合（％）を有する最大調光情報を認識し、認識した最大調光情報を表示すべきフレーム時における調光情報（％）として設定する（ステップＳ２Ｂ）。

例えば、図４および図５の例において、調光情報設定部１２２Ｂは、表示すべきフレーム番号が「１０１」である場合には、「１０１」のフレーム番号に対応する明るさパラメータ（％）と同一の割合の注目フレーム調光情報Ｉ０である「４０％」、ステップＳ２Ａにおいて算出された各補償調光情報Ｉ１,Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４である「１０％、−１０％、−３０％、−４０％」のうち、最も大きい割合を有する最大調光情報である「４０％」を、表示すべきフレーム時である「１０１」のフレーム時における調光情報ＩＡとして設定する。
以上のようにして、ステップＳ２Ｂにおいて、調光情報設定部１２２Ｂは、フレームが切り替わる毎に、表示すべきフレーム時における注目フレーム調光情報（％）、および表示すべきフレームよりも後のＮ−１のフレーム分（図４および図５の例では４フレーム分）の各補償調光情報（％）のうち、最も大きい割合（％）を、表示すべきフレーム時における調光情報ＩＡ（％）として設定する。
例えば、図４および図５の例において、調光情報設定部１２２Ｂは、調光情報ＩＡ（図４）を、表示すべきフレーム番号が「１０２」の場合には「３０％」、表示すべきフレーム番号が「１０３」の場合には「３０％」、表示すべきフレーム番号が「１０４」の場合には「４０％」、表示すべきフレーム番号が「１０５」の場合には「６０％」、表示すべきフレーム番号が「１０６」の場合には「８０％」、表示すべきフレーム番号が「１０７」の場合には「９０％」としてそれぞれ設定する。また、調光情報設定部１２２Ｂは、表示すべきフレーム番号が「１０８」の場合には、減少時の最大調光量が「１０％」であるため、調光情報ＩＡ（図４）を「７０％」ではなく「８０％」として設定する。
すなわち、調光情報設定部１２２Ｂは、表示すべきフレームに対応する明るさパラメータ（％）以上の割合を常に有するように表示すべきフレーム時における調光情報（％）を設定する。
そして、調光情報設定部１２２Ｂは、設定した調光情報（％）に応じた信号を階調補正処理部１２３および照明光量調整部１３に出力する。

ステップＳ２の後、照明光量調整部１３は、調光情報生成部１２２から出力される信号に基づく調光情報（％）で各色の固体光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂから光束が射出されるように制御して照明光量を調整する（ステップＳ３）。

ステップＳ３の後、階調補正処理部１２３は、ステップＳ２において設定した調光情報（％）に応じて、表示情報記憶部１５２に記憶された表示すべきフレームに対応する画像データ（表示情報）に階調レンジ変更処理を施す（ステップＳ４）。なお、階調補正処理部１２３は、表示情報記憶部１５２に記憶されている画像データが圧縮されたデータである場合には、該画像データに伸長処理を施して非圧縮の状態にした後、画像データに階調レンジ変更処理を施す。そして、階調補正処理部１２３は、階調レンジ変更処理を施した画像データを表示駆動部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに出力する。

図６および図７は、階調補正処理部１２３の階調レンジ変更処理の一例を示す図である。具体的に、図６は、画像データの輝度値に対する画素数を示すヒストグラムを示す図である。図７は、図６に示すヒストグラムを有する画像データに対して階調レンジ変更処理を施した場合を示している。
階調補正処理部１２３は、調光情報（％）に応じて照明光量調整部１３にて固体光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂから出力される照明光量が減少された場合には、図７の例に示すように、液晶ライトバルブの画素を通して出力される出力光量の最大値を変えない範囲で、表示情報記憶部１５２に記憶された画像データに基づく輝度レンジｉ１〜ｉ２（図６）を実現させるための画素側の階調レンジ（ダイナミックレンジ）ｉ１Ａ〜ｉ２Ａを、階調レンジｉ１Ａ〜ｉ２Ｂに伸長し、より多くの階調で輝度レンジｉ１〜ｉ２を実現させる。このような階調レンジ変更処理により階調レンジを増加させることで、輝度値の低い暗部をより視認しやすくなる。
本実施形態では、例えば、明るさパラメータが８０％の時に調光情報が１００％で投射された投影画像の明るさと、調光情報を８０％にして画像データを１００％に階調レンジを増加して投射した投影画像の明るさが同等になるようにしている。すなわち、上述した階調レンジ変更処理により、調光情報（％）を変更した場合であっても、明るさパラメータ（％）に応じた投影画像の明るさを実現している。

ステップＳ４の後、表示駆動部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂは、階調補正処理部１２３から出力された画像データに基づいてＲＧＢ毎の駆動信号を生成し、液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを駆動して各液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂに光学像を形成させる（ステップＳ５）。
そして、各液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂにて形成された光学像は、ダイクロイックプリズム１にて合成されカラー画像となり、投射レンズ５によりスクリーン６に拡大投射されてスクリーン６上に投影画像が生成される（ステップＳ６）。
すなわち、表示すべきフレームは、外部から表示情報入力部１２１を介して入力された後、略Ｎフレーム分（図４および図５の例では、略５フレーム分）の時間遅れて、表示されることとなる。例えば、表示すべきフレームのフレーム番号が「１０１」の場合には、外部から表示情報入力部１１を介してフレーム番号が「１０６」の表示情報（画像データ）が入力されて明るさパラメータ生成部１２１にて該画像データが処理されている際に、表示されることとなる。

上述した第１実施形態によれば、以下の効果がある。
図８および図９は、第１実施形態の効果を説明するための図である。図８および図９は、表示すべきフレーム時における調光情報を表示すべきフレームに対応する明るさパラメータ（％）のみに基づいて生成した場合の一例を示す図である。なお、図８では、縦軸が割合（％）を示し、横軸がフレーム番号を示している。また、図８では、実線が明るさパラメータを示し、破線が調光情報を示している。図８および図９の例では、フレーム毎に照明光量を変更可能とする最大調光量の割合が増加時に２０％、および減少時に１０％であるものとする。
従来の調光情報（％）の生成方法としては、表示すべきフレームに対応する明るさパラメータ（％）のみに基づいて、例えば、以下に示すような生成方法が採用されている。
すなわち、調光特性情報であるフレーム毎に照明光量を変更可能とする最大調光量を調整し、すなわち、時定数を設けずに照明光量を調整する。そして、表示すべきフレームに対応する明るさパラメータ（％）のみに基づいて該明るさパラメータ（％）と同一の割合を有するように表示すべきフレーム時における調光情報（％）を生成し、該調光情報に基づいて照明光量を調整する。このように照明光量を調整すると、投影画像の明るさが急激に変わるような場合、例えば、図８および図９に示すフレーム番号が「１０５」から「１０６」に切り替わる場合等には、明るさパラメータ（％）と同様に調光情報（％）を「４０％」から「８０％」に変更するため、急激に固体光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの輝度を変更することとなり、投影画像に所謂フリッカ（ちらつき）が生じてしまう。

そこで、投影画像にフリッカが生じることを防止するために、図８および図９に示すように、本実施形態と同様に時定数を設けて調光処理（ステップＳ３）を実施することで、照明光量の変更を緩やかに実施することが考えられる。
しかしながら、投影画像の明るさが急激に変わるような場合、例えば、図８および図９に示すフレーム番号が「１０５」から「１０６」に切り替わる場合等には、時定数を設けることで最大調光量を所定値に設定している影響で、調光情報（％）を明るさパラメータ（％）に追従させることができずに、調光情報（％）が明るさパラメータ（％）よりも低い割合となってしまう。このように調光情報（％）が明るさパラメータ（％）よりも下回った場合には、ステップＳ４において調光情報（％）に基づいて階調レンジ変更処理を実施しているため、画像データの輝度の高い部分の階調を下げきることができずに、１画面中の輝度の高い部分が潰れてしまう、所謂白とびが生じてしまう。

本実施形態では、画像表示装置１０を構成する表示情報処理部１２は、明るさパラメータ生成部１２１および調光情報生成部１２２を備えているので、表示すべきフレームよりも時間的に後のＮ−１のフレーム分の各明るさパラメータ（％）に応じて表示すべきフレーム時における調光情報（％）を生成できる。このため、フレーム毎に照明光量を緩やかに変更させつつ、フレーム毎の投影画像の各明るさを常に実現可能とする調光情報（％）を生成できる。すなわち、表示すべきフレームに対応する明るさパラメータ（％）以上の割合を常に有するように表示すべきフレーム時における調光情報（％）を生成できる。
したがって、上述した調光情報（％）に基づいて調光処理（ステップＳ３）を実施することで、フレーム毎に照明光量を緩やかに変更でき、フレーム間で明るさが急激に変わるような場合であっても、投影画像（動画像）にフリッカが生じることがない。
また、上述した調光情報（％）に基づいて階調レンジ変更処理（ステップＳ４）を実施することで、階調レンジの変更を投影画像の明るさに追従させることができ、フレーム間で急激に明るくなる場合であっても、画像データの輝度の高い部分の階調を下げきることができ、１画面中の輝度の高い部分の色を良好に表現でき、投影画像に白とびが生じることがない。

ここで、調光情報生成部１２２は、補償調光情報算出部１２２Ａを備えているので、Ｎ−１のフレーム分の各明るさパラメータ（％）、フレーム毎に照明光量を変更可能とする最大調光量に関する調光特性情報（％）、および表示すべきフレームとＮ−１の各フレームとの間の各フレーム数に基づいて、表示すべきフレームよりも時間的に後のＮ−１のフレーム時に各フレームに対応する各明るさパラメータ（％）に基づく投影画像の各明るさを実現する、すなわち、各明るさパラメータ（％）と同一の割合を有する調光情報（％）を実現するために、表示すべきフレーム時で達していなければならない各補償照明光量に関する各補償調光情報Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４を算出できる。また、調光情報生成部１２２は、調光情報設定部１２２Ｂを備えているので、表示すべきフレームに対応する明るさパラメータ（％）と同一の割合を有する注目フレーム調光情報Ｉ０（％）と、表示すべきフレーム時において必要とする各補償調光情報Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４のうち、最も大きい割合（％）を有する最大調光情報（％）を表示すべきフレーム時における調光情報ＩＡ（％）として設定できる。このことにより、各補償調光情報Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４に応じて表示すべきフレーム時において最低限必要な照明光量を認識しながら表示すべきフレーム時における調光情報ＩＡ（％）を設定することで、フレーム毎に照明光量を緩やかに変更させつつ表示すべきフレームに対応する明るさパラメータ（％）以上の割合を常に実現できる最適な調光情報ＩＡ（％）を生成できる。したがって、画像表示装置が上述した最適な調光情報ＩＡ（％）に基づいて、調光処理および階調レンジ変更処理を実施することで、投影画像におけるフリッカおよび白とびを確実に防止できる。

[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
図１０は、第２実施形態における画像表示装置１０´の構造を示すブロック図である。
前記第１実施形態では、調光情報生成部１２２は、注目フレーム調光情報（％）および各補償調光情報（％）のうち最も大きい割合（％）を有する最大調光情報を表示すべきフレーム時における調光情報（％）として生成している。
これに対して第２実施形態では、表示情報処理部１２´を構成する調光情報生成部１２２´は、明るさパラメータ変化量算出部１２２Ｃを備え、注目フレーム調光情報（％）および各補償調光情報（％）の他、各明るさパラメータ（％）の変化量に応じて表示すべきフレーム時における調光情報（％）を生成する。調光情報生成部１２２´以外の構成については、前記第１実施形態と同様のものとする。

調光情報生成部１２２´は、図１０に示すように、前記第１実施形態で説明した補償調光情報算出部１２２Ａの他、調光情報設定部１２２Ｂ´と、明るさパラメータ変化量算出部１２２Ｃとを備える。
明るさパラメータ変化量算出部１２２Ｃは、表示情報記憶部１５２に記憶されたＮフレーム分の各明るさパラメータ（％）における各フレーム間の変化量を算出する。そして、明るさパラメータ変化量算出部１２２Ｃは、変化量に応じた信号を調光情報設定部１２２Ｂ´に出力する。
調光情報設定部１２２Ｂ´は、明るさパラメータ変化量算出部１２２Ｃから出力される信号に基づく表示すべきフレームと従前のフレーム（表示すべきフレームより１つ前のフレーム）との間の明るさパラメータ（％）の変化量、前記従前のフレーム時における調光情報（％）、および前記第１実施形態で説明した最大調光情報（％）に基づいて、表示すべきフレーム時における調光情報（％）を設定する。
以上説明した表示情報処理部１２´が、明るさパラメータ生成部、および調光情報生成部（補償調光情報算出部、調光情報設定部、および明るさパラメータ変化量算出部を含む）を含む調光情報生成装置に相当する。

次に、第２実施形態における画像表示装置１０´の動作について図面に基づいて説明する。
図１１は、第２実施形態における画像表示装置１０´の動作を説明するフローチャートである。
なお、本実施形態では、上述したように調光情報生成部１２２´の構成が前記第１実施形態と異なるため、前記第１実施形態で説明した調光情報の生成処理（ステップＳ２）が異なるのみであり、以下では、調光情報の生成処理（ステップＳ２１）のみを説明する。その他のステップＳ１,Ｓ３〜Ｓ６は、前記第１実施形態と同様であり、説明を省略する。

ステップＳ２１において、調光情報生成部１２２´は、表示すべきフレーム時で液晶ライトバルブへ照射させる照明光量に関する調光情報（％）を生成する。
図１２および図１３は、調光情報の生成方法の一例を示す図である。なお、図１２では、縦軸が割合（％）を示し、横軸がフレーム番号を示している。また、図１２では、実線が明るさパラメータを示し、破線が調光情報を示している。図１２および図１３の例では、表示情報記憶部１５２に５フレーム分の情報（明るさパラメータおよび画像データ）が記憶され、明るさパラメータ生成部１２１から出力される情報に応じて順次１フレームずつ更新されていくものとする。そして、図１２および図１３の例では、順次１フレームずつ更新され、フレーム番号が「１０１」〜「１１２」まで達したものとする。さらに、図１２および図１３の例では、フレーム毎に照明光量を変更可能とする最大調光量の割合が増加時に２０％、および減少時に１０％、すなわち、調光特性情報が２０％（増加時）および１０％（減少時）であるものとする。そして、図４において、調光特性情報を１点鎖線で示している。さらにまた、図１２および図１３の例では、後述する所定の閾値が１０％として設定されている。

先ず、補償調光情報算出部１２２Ａは、前記第１実施形態で説明したステップＳ２Ａと同様に、表示すべきフレーム時で必要とする各補償調光情報Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４（％）を算出する（ステップＳ２１Ａ）。
ステップＳ２１Ａの後、調光情報設定部１２２Ｂ´は、前記第１実施形態で説明したステップＳ２Ｂと略同様に、表示すべきフレームに対応する明るさパラメータ（％）と同一の割合である注目フレーム調光情報Ｉ０（％）、ステップＳ２１Ａにおいて算出した表示すべきフレーム時で必要とする各補償調光情報Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４（％）を比較して最も大きい割合（％）を有する最大調光情報（％）を判定する（ステップＳ２１Ｂ）。

ステップＳ２１Ｂの後、明るさパラメータ変化量算出部１２２Ｃは、表示情報記憶部１５２に記憶されたＮフレーム分の各明るさパラメータ（％）における各フレーム間の変化量を算出する（ステップＳ２１Ｃ）。
例えば、図１２および図１３の例において、明るさパラメータ変化量算出部１２２Ｃは、表示すべきフレーム番号が「１０２」の場合には、「１０２」のフレームに対応する明るさパラメータである「３０％」と、表示すべきフレーム番号の１つ前のフレーム番号である「１０１」のフレームに対応する明るさパラメータである「４０％」との差分を算出し、変化量として「１０％」を算出する。

以上のようにして、ステップＳ２１Ｃにおいて、明るさパラメータ変化量算出部１２２Ｃは、フレームが切り替わる毎に、表示すべきフレームに対応する明るさパラメータ（％）と表示すべきフレームよりも１つ前のフレームに対応する明るさパラメータ（％）との変化量を算出する。
例えば、図１２および図１３の例において、明るさパラメータ変化量算出部１２２Ｃは、変化量を、表示すべきフレーム番号が「１０３」の場合には「０％」、表示すべきフレーム番号が「１０４」の場合には「０％」、表示すべきフレーム番号が「１０５」の場合には「１０％」、表示すべきフレーム番号が「１０６」の場合には「４０％」、表示すべきフレーム番号が「１０７」の場合には「１０％」、表示すべきフレーム番号が「１０８」の場合には「２０％」としてそれぞれ算出する。

ステップＳ２１Ｃの後、調光情報設定部１２２Ｂ´は、ステップＳ２１Ｂにおいて明るさパラメータ変化量算出部１２２Ｃにて算出された変化量（％）と所定の閾値（％）とを比較し、変化量（％）が所定の閾値（％）以下であるか否かを判定する（ステップＳ２１Ｄ）。
ステップＳ２１Ｄにおいて、調光情報設定部１２２Ｂ´は、「Ｙ」と判定した場合、すなわち、変化量（％）が所定の閾値（％）以下であると判定した場合には、ステップＳ２１Ｂにおいて判定した最大調光情報（％）と、従前（表示すべきフレーム時よりも１つ前のフレーム）の調光情報（％）とを比較して、従前の調光情報（％）が最大調光情報（％）以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１Ｅ）。

ステップＳ２１Ｅにおいて、調光情報設定部１２２Ｂ´は、「Ｙ」と判定した場合、すなわち、従前の調光情報（％）が最大調光情報（％）以上であると判定した場合には、従前の調光情報（％）を表示すべきフレーム時における調光情報として設定する（ステップＳ２１Ｆ）。
例えば、図１２および図１３の例において、表示すべきフレーム番号が「１０２」のフレーム時には、変化量（１０％）が所定の閾値（１０％）以下でありかつ、従前（フレーム番号が「１０１」のフレーム時）の調光情報（４０％）が最大調光情報（３０％）以上であるため、調光情報設定部１２２Ｂ´は、従前の調光情報である「４０％」を、フレーム番号が「１０２」の表示すべきフレーム時における調光情報ＩＡとして設定する。また、表示すべきフレーム番号が「１０３」のフレーム時においても同様に、変化量（０％）が所定の閾値（１０％）以下でありかつ、従前（フレーム番号が「１０２」のフレーム時）の調光情報（４０％）が最大調光情報（３０％）以上であるため、調光情報設定部１２２Ｂ´は、従前の調光情報である「４０％」を、フレーム番号が「１０３」の表示すべきフレーム時における調光情報ＩＡとして設定する。さらに、表示すべきフレーム番号が「１０４」のフレーム時においても同様に、変化量（０％）が所定の閾値（１０％）以下でありかつ、従前（フレーム番号が「１０３」のフレーム時）の調光情報（４０％）が最大調光情報（４０％）以上であるため、調光情報設定部１２２Ｂ´は、従前の調光情報である「４０％」を、フレーム番号が「１０４」の表示すべきフレーム時における調光情報ＩＡとして設定する。

一方、調光情報設定部１２２Ｂ´は、ステップＳ２１Ｄにおいて「Ｎ」と判定した場合すなわち変化量（％）が所定の閾値（％）よりも大きいと判定した場合、あるいは、ステップＳ２１Ｅにおいて「Ｎ」と判定した場合すなわち従前の調光情報（％）が最大調光情報（％）よりも小さいと判定した場合には、最大調光情報（％）を表示すべきフレーム時における調光情報として設定する（ステップＳ２１Ｇ）。
例えば、図１２および図１３の例において、表示すべきフレーム番号が「１０５」のフレーム時には、変化量（１０％）が所定の閾値（１０％）以下であるが、従前（フレーム番号が「１０４」のフレーム時）の調光情報（４０％）が最大調光情報（６０％）よりも小さいため、調光情報設定部１２２Ｂ´は、最大調光情報である「６０％」を、フレーム番号が「１０５」の表示すべきフレーム時における調光情報ＩＡとして設定する。また、表示すべきフレーム番号が「１０６」のフレーム時には、変化量（４０％）が所定の閾値（１０％）よりも大きいため、調光情報設定部１２２Ｂ´は、最大調光情報である「８０％」を、フレーム番号が「１０６」の表示すべきフレーム時における調光情報ＩＡとして設定する。さらに、表示すべきフレーム番号が「１０７」のフレーム時においても同様に、変化量（１０％）が所定の閾値（１０％）以下であるが、従前（フレーム番号が「１０６」のフレーム時）の調光情報（８０％）が最大調光情報（９０％）よりも小さいため、調光情報設定部１２２Ｂ´は、最大調光情報である「９０％」を、フレーム番号が「１０７」の表示すべきフレーム時における調光情報ＩＡとして設定する。さらにまた、表示すべきフレーム番号が「１０８」のフレーム時には、変化量（２０％）が所定の閾値（１０％）よりも大きいが減少時の最大調光量が「１０％」であるため、調光情報設定部１２２Ｂ´は、最大調光情報である「７０％」ではなく「８０％」を、フレーム番号が「１０８」の表示すべきフレーム時における調光情報ＩＡとして設定する。
すなわち、調光情報設定部１２２Ｂ´は、前記第１実施形態と同様に、表示すべきフレームに対応する明るさパラメータ（％）以上の割合を常に有するように表示すべきフレーム時における調光情報（％）を設定する。

上述した第２実施形態においては、前記第１実施形態と略同様の効果の他、以下の効果がある。
調光情報生成部１２２´は、前記第１実施形態で説明した補償調光情報算出部１２２Ａの他、調光情報設定部１２２Ｂ´および明るさパラメータ変化量算出部１２２Ｃを備えているので、表示すべきフレームに対応する明るさパラメータ（％）と従前（表示すべきフレームの１つ前）のフレームに対応する明るさパラメータ（％）の変化量（％）が所定の閾値以下でありかつ、従前の調光情報（％）が最大調光情報（％）以上である場合に、表示すべきフレーム時における調光情報ＩＡ（％）を従前の調光情報（％）と同一に設定できる。このため、表示すべきフレーム時における調光情報ＩＡ（％）を表示すべきフレームに対応する明るさパラメータ（％）以上の割合を常に有するように設定しつつ、フレーム間で投影画像の各明るさに変化が少ない場合には各フレームにおける照明光量を一定にするような調光情報ＩＡ（％）を生成できる。
したがって、画像表示装置１０´が上述した調光情報ＩＡ（％）に基づいて調光処理（ステップＳ３）および階調レンジ変更処理（ステップＳ４）を実施することで、同程度の明るさの画面が連続している場合に照明光量および階調レンジを一定とすることができ、より安定した投影画像（動画像）を表示できる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態では、照明光量調整部として、各色の固体光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを制御して照明光量を調整する照明光量調整部１３を採用したが、これに限らず、以下に示すような構成を採用してもよい。

図１４および図１５は、前記各実施形態の変形例を示す図である。具体的に、図１４は、電気的に光透過率を変化させる照明光量調整装置１０３を用いて光量を調整する場合の光学系の平面図である。図１５は、照明光量調整装置１０３を用いた場合での画像表示装置１０Ａの構造を示すブロック図である。
図１４に示すように、照明光量調整装置１０３を用いた場合の光学系は、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ、高圧水銀ランプ等の気体発光光源からなる光源１００、インテグレータレンズ１０１、偏光変換素子１０２、照明光量調整装置１０３、ダイクロイックミラー１０４，１０５、偏光板３、液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ、集光レンズ１０８，１０９、反射板１１０，１１１，１１２、ダイクロイックプリズム１、投射レンズ５により構成される。

光源１００を射出した光は、インテグレータレンズ１０１、偏光変換素子１０２、照明光量調整装置１０３で構成される照明光学系を透過した後、赤透過ダイクロイックミラー１０４、緑反射ダイクロイックミラー１０５、反射板１１２で構成される色分離光学系に入射し、赤、緑、青の原色光に分解される。青の原色光は、第１の集光レンズ１０８、第２の集光レンズ１０９、２枚の反射板１１０，１１１で構成されるリレー光学系に入射する。色分離光学系を射出した赤および緑の原色光と、リレー光学系を射出した青の原色光は、それぞれ偏光板３を透過した後、液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂに入射する。光源１００から各液晶パネル４Ｒ，４Ｇ，４Ｂまでの光路長は青の光路だけ他の光路より長いが、２枚の集光レンズ１０８，１０９が発散しようとする光を内側に収束させるので、光路長が長くても光が青の液晶パネル４Ｂまで効率良く伝達される。

また、画像表示装置１０Ａは、図１５に示すように、照明光量調整装置１０３を駆動するための照明光量調整駆動部１１３を備えている。
照明光量調整装置１０３は、例えば光絞り機構やエレクトロクロミックガラス等で構成され、光源１００の光射出側に配置されている。
照明光量調整駆動部１１３は、表示情報処理部１２（１２´）から送られた調光情報ＩＡ（％）に応じた信号に基づいて、照明光量調整装置１０３を制御して、照明光量を調整する。
すなわち、照明光量調整装置１０３および照明光量調整駆動部１１３が本発明に係る照明光量調整部に相当する。

そして、上述した画像表示装置１０Ａでは、前記各実施形態で説明した調光処理（ステップＳ３）において、表示情報処理部１２（１２´）からの調光情報（％）に応じた信号を基に、照明光量調整駆動部１１３が照明光量調整装置１０３を制御して光源１００からの光量を調整する。すなわち、光源１００自身が射出する照明光量は一定であり、これを照明光量調整装置１０３で遮光等することで液晶ライトバルブへの照明光量を調整する。
このような構成では、光源１００の光量は一定としたまま、照明光量調整装置１０３にて照明光量の調整を行うようにしたので、光量を光束に変化させることが難しい光源１００に対して、調整を有効に行える。

前記各実施形態では、画像表示装置１０，１０´内部にて調光情報を生成していたが、これに限らない。例えば、画像表示装置の外部に、ＰＣ等にて、前記各実施形態で説明した明るさパラメータ生成部１２１、調光情報生成部１２２，１２２´（補償調光情報算出部１２２Ａ、調光情報設定部１２２Ｂ，１２２Ｂ´、および明るさパラメータ変化量算出部１２２Ｃを含む）を含む表示情報処理部１２，１２´を構成する。すなわち、画像表示装置１０，１０´とは別に調光情報生成装置を設ける。そして、ＰＣ等で構成された調光情報生成装置から画像表示装置に調光情報を出力し、画像表示装置が調光情報に基づいて照明光量を調整する。このような構成では、画像表示装置１０，１０´内部の明るさパラメータ生成部１２１、調光情報生成部１２２，１２２´（補償調光情報算出部１２２Ａ、調光情報設定部１２２Ｂ，１２２Ｂ´、および明るさパラメータ変化量算出部１２２Ｃを含む）を省略でき、内部の回路構成を簡素化して省電力化および低価格化を実現できる。

また、同様に、前記各実施形態では、画像表示装置１０，１０´内部にて明るさパラメータを生成していたが、これに限らない。例えば、画像表示装置の外部に、ＰＣ等にて、前記各実施形態で説明した明るさパラメータ生成部１２１を構成する。そして、ＰＣ等にて明るさパラメータを生成し、ＰＣ等から画像表示装置に明るさパラメータ出力し、画像表示装置がインターフェース部等で構成される明るさパラメータ取得部にて明るさパラメータを取得する。そしてまた、画像表示装置が取得した明るさパラメータに基づいて調光情報を生成する。このような構成では、画像表示装置１０，１０´内部の明るさパラメータ生成部１２１を省略でき、内部の回路構成を簡素化して省電力化および低価格化を実現できる。

前記第１実施形態では、各固体光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの照明光量を調整するための調光情報（％）を一律に生成していたが、これに限らない。例えば、各固体光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの照明光量を調整するための調光情報（％）を、各固体光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに応じてそれぞれ生成する。そして、生成された各調光情報（％）に基づいて照明光量調整部１３が各固体光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂをそれぞれ独立して制御し、赤色光、緑色光、および青色光の照明光量をそれぞれ独立して調整する。

前記各実施形態では、画像表示装置１０，１０´が階調補正処理部１２３を備え、画像データに対して階調レンジ変更処理（ステップＳ４）を実施していたが、本発明は、階調レンジ変更処理を実施しない構成についても適用可能である。

前記各実施形態では、画像表示装置として投射型を例に説明したが、これに限らず、バックライトを用いた直視型の液晶表示装置や背面投射型表示装置などに適用可能である。なお、直視型の液晶表示装置にて採用されるバックライトとしては、例えば、液晶ライトバルブの光路後段側に配設し、画面の横幅長の棒状の熱陰極管（ＨＣＦＬ：Hot Cathode Fluorescent Lamp）を画面の上から画面の縦方向に複数並べ、順次点灯させ、該点灯を縦方向に走査する構成を採用してもよい。
前記各実施形態では、光変調素子として液晶ライトバルブを例に説明したが、これに限らず、ＤＭＤ(Digital Micro mirror Device)、反射型液晶パネル（ＬＣＯＳ：Liquid Crystal on Silicon）等を採用してもよい。

さらに、本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明の調光情報生成装置は、照明光量を調整した際に表示画像にフリッカおよび白とびが生じることのない調光情報を生成できるため、プレゼンテーションやホームシアターに用いられる画像表示装置に利用することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像表示装置の光学系を示す平面図。 前記実施形態における画像表示装置の構造を示すブロック図。 前記実施形態における画像表示装置の動作を説明するフローチャート。 前記実施形態における調光情報の生成方法の一例を示す図。 前記実施形態における調光情報の生成方法の一例を示す図。 前記実施形態における階調補正処理部の階調レンジ変更処理の一例を示す図。 前記実施形態における階調補正処理部の階調レンジ変更処理の一例を示す図。 前記実施形態における効果を説明するための図。 前記実施形態における効果を説明するための図。 第２実施形態における画像表示装置の構造を示すブロック図。 前記実施形態における画像表示装置の動作を説明するフローチャート。 前記実施形態における調光情報の生成方法の一例を示す図。 前記実施形態における調光情報の生成方法の一例を示す図。 前記各実施形態の変形例を示す図。 前記各実施形態の変形例を示す図。

符号の説明

２Ｒ・・・赤色固体光源、２Ｇ・・・緑色固体光源、２Ｂ・・・青色固体光源、１０，１０´・・・画像表示装置、１２，１２´・・・表示情報処理部（調光情報生成装置）、１３・・・照明光量調整部、１２１・・・明るさパラメータ生成部、１２２，１２２´・・・調光情報生成部、１２２Ａ・・・補償調光情報算出部、１２２Ｂ，１２２Ｂ´・・・調光情報設定部、１２２Ｃ・・・明るさパラメータ変化量算出部、１２３・・・階調補正処理部（階調レンジ変更処理部）。

Claims (9)

1. 光源から射出された光束の照明光量を調整可能とし前記光源から射出された光束を表示情報に応じて光変調素子にてフレーム毎に順次変調して前記表示情報に基づく表示画像を表示する画像表示装置に用いられ、前記照明光量を調整するための調光情報を生成する調光情報生成装置であって、
   複数のフレーム分の前記表示情報に基づいて、各表示情報に基づく各表示画像の明るさに関する各明るさパラメータを生成する明るさパラメータ生成部と、
   注目するフレームと前記注目するフレームより時間的に後の他の各フレームとの間の各フレーム数、前記フレーム毎に前記照明光量を変更可能とする最大調光量に関する調光特性情報、および前記各明るさパラメータに基づいて、前記注目するフレーム時における前記照明光量に関する調光情報を生成する調光情報生成部とを備えている
   ことを特徴とする調光情報生成装置。
2. 請求項１に記載の調光情報生成装置において、
   前記調光情報生成部は、
   前記各フレーム数、前記調光特性情報、および前記各明るさパラメータに基づいて、前記他の各フレーム時に前記他の各フレームに対応する各明るさパラメータに基づく前記表示画像の各明るさを実現するために前記注目するフレーム時で必要とする各補償照明光量に関する各補償調光情報を算出する補償調光情報算出部と、
   前記注目するフレームに対応する明るさパラメータに基づく前記表示画像の明るさを実現する照明光量に関する注目フレーム調光情報、および前記各補償調光情報のうち、最も大きい照明光量を有する最大調光情報を認識し、前記最大調光情報に基づく照明光量以上の照明光量となるように前記注目するフレーム時における前記調光情報を設定する調光情報設定部とを備えている
   ことを特徴とする調光情報生成装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の調光情報生成装置において、
   前記調光情報生成部は、
   前記複数のフレーム分の前記各明るさパラメータにおける各フレーム間の変化量を算出する明るさパラメータ変化量算出部と、
   前記変化量と所定の閾値とを比較し、前記所定の閾値以下である前記変化量に対応する各フレーム時において、前記調光情報を同一に設定する調光情報設定部とを備えている
   ことを特徴とする調光情報生成装置。
4. 光源から射出された光束の照明光量を調整可能とし前記光源から射出された光束を表示情報に応じて光変調素子にてフレーム毎に順次変調して前記表示情報に基づく表示画像を表示する画像表示装置に用いられ、前記照明光量を調整するための調光情報を生成する調光情報生成方法であって、
   複数のフレーム分の前記表示情報に基づいて、各表示情報に基づく各表示画像の明るさに関する各明るさパラメータを生成するステップと、
   注目するフレームと前記注目するフレームより時間的に後の他の各フレームとの間の各フレーム数、前記フレーム毎に前記照明光量を変更可能とする最大調光量に関する調光特性情報、および前記各明るさパラメータに基づいて、前記注目するフレーム時における前記照明光量に関する調光情報を生成するステップとを含む
   ことを特徴とする調光情報生成方法。
5. 請求項４に記載の調光情報生成方法を調光情報生成装置内のコンピュータに実行させる
   ことを特徴とする調光情報生成プログラム。
6. 請求項５に記載の調光情報生成プログラムがコンピュータに読取可能に記録されている
   ことを特徴とする調光情報生成プログラムを記録した記録媒体。
7. 光源から射出された光束を表示情報に応じてフレーム毎に順次変調する光変調素子を備え、前記表示情報に基づく表示画像を表示する画像表示装置であって、
   請求項１から請求項３のいずれかに記載の調光情報生成装置と、
   前記調光情報生成装置にて生成された調光情報に基づいて、前記光源から射出される光束の照明光量を調整する照明光量調整部とを備えている
   ことを特徴とする画像表示装置。
8. 光源から射出された光束を表示情報に応じてフレーム毎に順次変調する光変調素子を備え、前記表示情報に基づく表示画像を表示する画像表示装置であって、
   複数のフレーム分の前記表示情報に基づく各表示画像の明るさに関する各明るさパラメータを取得する明るさパラメータ取得部と、
   注目するフレームと前記注目するフレームより時間的に後の他の各フレームとの間の各フレーム数、前記フレーム毎に前記照明光量を変更可能とする最大調光量に関する調光特性情報、および前記各明るさパラメータに基づいて、前記注目するフレーム時における前記照明光量に関する調光情報を生成する調光情報生成部と、
   前記調光情報に基づいて、前記光源から射出される光束の照明光量を調整する照明光量調整部とを備えている
   ことを特徴とする画像表示装置。
9. 請求項７または請求項８に記載の画像表示装置において、
   前記調光情報に基づいて、前記表示情報における各画素に対応する各画素値を伸張して前記表示情報の階調レンジを変更する階調レンジ変更処理を実施する階調レンジ変更処理部を備えていることを特徴とする画像表示装置。

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