JP2019047497A - 制御装置、投射型表示装置および記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】絞りの連続動作によるモータの駆動音と劣化を抑制可能な制御装置、投射型表示装置および制御プログラムを提供すること。
【解決手段】制御装置は、画像データの特徴量に基づいて、投射型表示装置の目標調光率を算出する算出手段と、目標調光率が属する範囲ごとに設定されている目標絞り位置に基づいて、絞り手段の絞り位置を制御する絞り制御手段と、目標調光率および絞り位置に基づいて、光源手段の光量を制御する光源制御手段と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置、投射型表示装置および記憶媒体に関する。

従来、投射型表示装置が投射する画像のコントラストを向上させるために、光源の発光光量を制御する方法や、絞りを利用して出力される光量を制御する方法が提案されている。特許文献１では、絞りでの遮光量が大きい場合に絞りが劣化することを抑制するために、光源の発光光量の制御および絞り制御を組み合わせて出力する光量を調整する方法が開示されている。また、特許文献２では、絞りの劣化に加えて、ランプ光源で光量を下げた場合に発生するランプ寿命劣化を抑制するために、ランプ調光およびシャッタ調光の調光率のバランスを取る方法が開示されている。

特許４２３８７６５号公報 特開２０１３−５７９３０号公報

しかしながら、特許文献１，２に開示された方法では、絞りを主に使用し、頻繁に調光を行う必要がある場合、絞り駆動用のモータの連続動作により、モータの駆動音が騒音として聞こえる場合や、モータが劣化してしまうおそれがある。

本発明は、絞りの連続動作によるモータの駆動音と劣化を抑制可能な制御装置、投射型表示装置および制御プログラムを提供することを目的とする。

本発明の一側面としての制御装置は、画像データの特徴量に基づいて、投射型表示装置の目標調光率を算出する算出手段と、目標調光率が属する範囲ごとに設定されている目標絞り位置に基づいて、絞り手段の絞り位置を制御する絞り制御手段と、目標調光率および絞り位置に基づいて、光源手段の光量を制御する光源制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、絞りの連続動作によるモータの駆動音と劣化を抑制可能な制御装置、投射型表示装置および制御プログラムを提供することができる。

実施例１の投射型表示装置のブロック図である。 実施例１の調光率変更の制御方法を示すフローチャートである。 実施例１の絞り調光率に対応する閾値の一例を示す表である。 実施例１の絞り調光率に対応する閾値を表すグラフである。 目標調光率および絞り調光率の変化の一例を示すグラフである。 実施例２の投射型表示装置のブロック図である。 実施例２の調光率変更の制御方法を示すフローチャートである。 実施例２における絞り調光率の閾値の一例を示す表である。 実施例３の投射型表示装置のブロック図である。 実施例３の調光率変更の制御方法を示すフローチャートである。 実施例４の投射型表示装置のブロック図である。 実施例４の調光率変更の制御方法を示すフローチャートである。 実施例５の投射型表示装置のブロック図である。 実施例５の絞りの制御方法を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

まず、図１を参照して、本実施例の投射型表示装置について説明する。図１は、本実施例の投射型表示装置であるプロジェクタ１のブロック図である。

画像信号入力部１０１は、画像信号入力用インターフェースコネクタを含み、プロジェクタ１の外部から画像信号（画像データ）を受信する。画像信号は、ケーブルを通る際にそれぞれの伝送形式に応じた信号形態となっているため、画像信号入力部１０１により以降の画像処理で処理しやすい信号形式に変換される。変換された画像信号は、画像解析部１０２に送信される。

画像解析部１０２は、画像信号入力部１０１から送信された画像信号を受信し、画像の解析を行う。画像解析部１０２は、１フレームごとの画像から最も明るい輝度の値、最も暗い輝度の値、および全ピクセルの輝度平均値などを取得する。また、画像解析部１０２は、輝度階調値のヒストグラムや、画面を複数ブロックに分けた状態でそれぞれのブロックから上述した情報を取得してもよい。画像解析部１０２は、画像信号入力部１０１から受信した画像信号をそのまま画像信号処理部１０３に送信し、取得した解析情報を制御部（制御手段）１０４に送信する。

画像信号処理部１０３は、画像解析部１０２から受信した画像信号に対して、台形補正、スケーリング、明るさ補正、コントラスト補正および色補正などの各種処理を行う。画像信号処理部１０３で処理された画像信号は、パネル駆動部１０５に送信される。

制御部１０４は、マイクロコンピュータ（プロセッサ）を含み、コンピュータプログラムとしての制御プログラムにしたがってプロジェクタ１内の各部を制御する。

目標調光率算出部（算出手段）１０４ａは、画像解析部１０２から取得した解析情報(特徴量）に基づいて、プロジェクタ１全体での光量調整の目標値である目標調光率を算出する。本実施例では、目標調光率算出部１０４ａは、絞りが開放状態で、光源光量が１００％である場合の出力光量に対する割合として目標調光率を算出する。すなわち、調光率が１００％である状態が、絞りが開放状態で、光源光量が１００％の状態である。なお、本実施例では上記方法を用いて目標調光率を算出するが、本発明はこれに限定されない。

閾値設定部１０４ｂは、照明光学系１０９内の光束を遮光可能なシャッタ絞り１０９ａの絞り調光率を切り替える際に使用される、絞り調光率ごとの目標調光率の変更範囲を設定する。目標調光率の変更範囲を設定することは、変更範囲の端部である閾値を設定することと言い換えられる。閾値設定部１０４ｂによる絞り調光率ごとの閾値の設定方法は、図３Ａ ａｎｄ ３Ｂを用いて後述する。閾値設定部１０４ｂは、メニュー等からのユーザー操作やイメージモードに連動して閾値を設定してもよい。

絞り制御部（絞り制御手段）１０４ｃは、目標調光率算出部１０４ａにより算出された目標調光率、および閾値設定部１０４ｂにより設定された閾値に基づいて、絞り調光率（目標絞り調光率）を算出する。絞り制御部１０４ｃは、算出した絞り調光率に対応するシャッタ絞り１０９ａの絞り位置（開口径）を取得する。本実施例では、絞り制御部１０４ｃは、あらかじめ不図示の記憶部に保存された絞り調光率と絞り位置との対応表を用いて算出した絞り調光率に対応するシャッタ絞り１０９ａの絞り位置を取得する。絞り制御部１０４ｃは、シャッタ絞り１０９ａの絞り位置が、取得した絞り位置になるように絞り駆動部１０８を駆動する。すなわち、絞り制御部１０４ｃは、シャッタ絞り１０９ａによる光量調整を制御する。画像の変化に合わせた調光が可能になるため、シャッタ絞り１０９ａの絞り位置を映像の垂直同期信号に同期して変更することが望ましい。なお、本実施例では、遮光手段としてシャッタ絞りが使用されているが、光彩絞りなどを使用してもよい。

光源制御部（光源制御手段）１０４ｄは、目標調光率算出部１０４ａにより算出された目標調光率、および絞り制御部１０４ｃにより算出された絞り調光率に基づいて、目標調光率に到達させるための光源調光率（目標光源調光率）を算出する。光源調光率とは、光源部（光源手段）１０７の最大出力光量に対する目標出力光量の比のことである。本実施例では、光源制御部１０４ｄは、目標調光率から絞り調光率を除すことで、光源調光率を算出する。光源制御部１０４ｄは、算出した光源調光率に対応する光源部１０７の光量設定値を取得する。本実施例では、光源制御部１０４ｄは、あらかじめ不図示の記憶部に保存された光源調光率と光量設定値との対応表を用いて算出した光源調光率に対応する光源部１０７の光量設定値を取得する。記憶部は、対応表ではなく、光源調光率と光量設定値との換算式を保持していてもよい。光源制御部１０４ｄは、光源部１０７の光量が取得した光量設定値になるように光源駆動部１０６を駆動する。すなわち、光源制御部１０４ｄは、光源部１０７の光量を制御する。なお、光源制御部１０４ｄは、光量設定値が無段階で設定可能である場合、取得した値をそのまま光量設定値として使用してよいが、光量設定値が段階的に設定可能である場合、取得した値から最も近い、または切り上げた値を光量設定値として使用すればよい。また、画像の変化に合わせた調光が可能になるため、光源部１０７の光量は画像の垂直同期信号に同期して変更することが望ましい。

ゲイン率算出部（ゲイン算出手段）１０４ｅは、目標調光率または絞り調光率および光源調光率に基づいて画像の伸長を行うゲイン調整率を算出する。画像信号処理部１０３は、画像解析部１０２から受信した画像信号に対して、ゲイン率算出部１０４ｅから受信したゲイン調整率に基づいてゲイン処理を行うことで、画像の伸長を行う。ゲイン調整率に基づいて画像にゲイン処理を行うことで、目標調光率に調光されることで暗くなった画像を明るくすることができ、画像の明るい箇所では、その明るさを保つことができる。

光源駆動部１０６は、光源部１０７の光量を変更するために、絞り制御部１０４ｃの制御により光源部１０７を駆動する電気的回路である。光源駆動部１０６は、光源部１０７の方式に応じた構成を有する。例えば、光源部１０７が放電ランプである場合、光源駆動部１０６は放電用の高電圧を発生させるバラスト基板を有する。また、光源部１０７がレーザー等の固体光源であれば、光源駆動部１０６は、定電流のドライバが搭載された駆動回路を有する。

光源部１０７は、放電ランプ、またはレーザーやＬＥＤ等の固体光源から構成される。本実施例では、光源部１０７として、光量制御を素早く、精密に行うことが容易な固体光源を使用しているが、光量制御が可能であれば放電ランプを使用してもよい。固体光源を使用する場合、光源において不足する色を補完するため、一部蛍光体へ照射した光も合わせて使用する場合がある。

光源部１０７から射出された光は、照明光学系１０９に設けられたミラーやレンズなどの光学素子により調整される。絞り駆動部１０８は、ドライバＩＣ等を含む電気回路、および絞り駆動用モータから構成され、絞り制御部１０４ｂの制御によりシャッタ絞り１０９ａの絞り位置を変化させる。シャッタ絞り１０９ａは、遮光板、モータおよびギア等から構成されている。

照明光学系１０９で調整された光は、光変調部１１０に入射する。光変調部１１０は、色分解光学系１１０ａ、液晶パネル１１０ｂおよび色合成光学系１１０ｃを備える。色分解光学系１１０ａは、照明光学系１０９からの光（白色光）をＲＧＢの３色光（Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光）に分解する。液晶パネル１１０ｂは、３つの光変調素子から構成され、３色光のそれぞれを光変調する。色合成光学系１１０ｃは、液晶パネル１１０ｂにより光変調された３色光を合成する。このような構成において、光変調部１１０は、パネル駆動部１０５から受信した駆動信号に基づいて液晶パネル１１０ｂを駆動し、入射光を変調する（光変調を行う）。なお、液晶パネル１１０ｂは、透過型でも反射型でもよい。また、本実施例では、光変調素子として、液晶パネル１１０ｂを使用しているが、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を使用してもよい。この場合、照明光学系１０９からの白色光からカラーフィルタにより順次抽出されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光が１つのＤＭＤに順次入射して光変調される。

光変調部１１０により変調された光（すなわち、画像）は、レンズやミラーなどの光学系を備える投射光学系（投射部、投射レンズ）１１１を介して、スクリーンなどの投射面（不図示）に投射される。投射光学系１１１は、プロジェクタ１に一体的に固定されていてもよいし、プロジェクタ１に対して交換可能に取り付けられていてもよい。

次に、図２を参照して、本実施例の制御部１０４による調光率変更の制御方法（画像に応じてシャッタ絞り１０９ａと光源部１０７の調光率変更を行う方法）について説明する。図２は、調光率変更の制御方法を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１では、制御部１０４は、プロジェクタ１の現在設定されている調光率（全体調光率）を取得する。

ステップＳ１０２では、制御部１０４は、画像信号入力部１０１に入力された画像データが動画であるか否かを判定する。具体的には、制御部１０４は、前フレームと現フレームとの差分の絶対値の和が所定の閾値より大きいかどうかで判定する。画像データが動画である場合、ステップＳ１０３に進み、画像データが静止画である場合、ステップＳ１０２へのループを繰り返す。

ステップＳ１０３では、目標調光率算出部１０４ａは、画像解析部１０２から取得した解析結果に基づいて、プロジェクタ１全体での光量調整の目標値である目標調光率を算出する。

ステップＳ１０４では、絞り制御部１０４ｃは、ステップＳ１０１で取得された現在の調光率とステップＳ１０３で算出された目標調光率との間に、閾値設定部１０４ｂで設定されている閾値が存在しているかどうかを判定する。現在の調光率と目標調光率との間に閾値が存在している場合、ステップＳ１０５に進む。現在の調光率と目標調光率との間に閾値が存在していない場合、シャッタ絞り１０９ａを駆動させることなく、言い換えると、シャッタ絞り１０９ａの現在の絞り位置が維持され、ステップＳ１０７に進む。

ここで、図３Ａおよび図４を参照して、シャッタ絞り１０９ａの絞り調光率を１００％、８０％、６０％、４０％の４通りに設定可能な場合の各絞り調光率に対応する閾値の例について説明する。すなわち、本実施例では、最も小さい絞り調光率を４０％としているため、絞り調光率を４０％以下に設定することはできない。図３Ａは、絞り調光率に対応する閾値の一例を示す表である。図４は、図３Ａをグラフ化した図であり、横軸は絞り調光率、縦軸は目標調光率である。

図３Ａに示されるように、絞り調光率ごとに、上側と下側の閾値が設定されている。上側の閾値は現在の調光率に対して目標調光率が上昇する場合に使用され、下側の閾値は現在の調光率に対して目標調光率が下降する場合に使用される。本実施例では、上側の閾値は対応する絞り調光率の−５％、下側の閾値は対応する絞り調光率より１段低い絞り調光率の設定値−１５％に設定されている。すなわち、絞り位置が所定位置に設定されている場合に、目標調光率が前回の目標調光率から下降する場合に使用される下側の閾値は、目標調光率が前回の目標調光率から上昇する場合に使用される上側の閾値に比べて小さくなるように設定されている。ただし、絞り調光率を１００％以上、または最も小さい絞り調光率４０％以下に設定することができないため、絞り調光率が１００％である場合の上側の閾値および絞り調光率が４０％である場合の下側の閾値は設定されていない。

図４に示されるように、絞り調光率と目標調光率との関係は、目標調光率が７５％−６５％の間、５５％−４５％の間、３５％−２５％の間でヒステリシス特性を有する。このような特性を有することで、目標調光率が特定の閾値付近を頻繁に前後することによるシャッタ絞り１０９ａの連続動作を抑制することができる。ヒステリシスを大きくするほど、シャッタ動作の頻度は下がる。ただし、ヒステリシスは、対応する絞り調光率より小さくする必要がある。例えば、絞り調光率が１００％、現在の調光率が７０％、目標調光率が６０％である場合、絞り制御部１０４ｃは、現在の調光率に対して目標調光率が下降しているので、図３Ａから現在の調光率と目標調光率との間に下側の閾値６５％が存在していると判定する。また、絞り調光率が６０％、現在の調光率が４０％、目標調光率が５０％である場合、絞り制御部１０４ｃは、現在の調光率に対して目標調光率が上昇しているので、図３Ａ ａｎｄ ３Ｂから現在の調光率と目標調光率との間には上側の閾値が存在していないと判定する。

なお、本実施例では、閾値はヒステリシス特性を有しているが、図３Ｂに示されるように、閾値がヒステリシス特性を有さない場合であってもよい。この場合、絞り制御部１０４ｃは、ステップＳ１０３で算出された目標調光率がステップＳ１０１で取得された現在の絞り調光率において設定されている目標調光率の変更可能範囲内に属しているかどうかを判定すればよい。属している場合、ステップＳ１０５に進み、属していない場合、ステップＳ１０７に進む。ヒステリシス特性を有さない場合であっても、シャッタ絞り１０９ａが目標調光率の変更に伴い頻繁に動作することを抑制可能である。

ステップＳ１０５では、絞り制御部１０４ｃは、ステップＳ１０４における閾値に対応する絞り調光率を算出する。なお、閾値が複数存在する場合は、目標調光率に最も近い閾値を使用すればよい。例えば、ステップＳ１０４で、絞り調光率が１００％、現在の調光率が７０％、目標調光率が６０％であって、下側の閾値６５％が存在すると判定された場合、絞り制御部１０４ｃは、図３Ａおよび図４から絞り調光率を８０％と算出する。また、ステップＳ１０４で、絞り調光率が４０％、現在の調光率が３０％、目標調光率が７０％であって、上側の閾値３５％、５５％が存在すると判定された場合、絞り制御部１０４ｃは、閾値５５％のほうが目標調光率に近いため、図３Ａ ａｎｄ ３Ｂおよび図４から絞り調光率を８０％と算出する。

ステップＳ１０６では、絞り制御部１０４ｃは、まず、ステップＳ１０５で算出された絞り調光率に対応するシャッタ絞り１０９ａの目標絞り位置を算出する。続いて、絞り制御部１０４ｃは、目標絞り位置に基づいて絞り駆動部１０８を介してシャッタ絞り１０９ａを駆動することで、シャッタ絞り１０９ａによる光量調整を制御する。

ステップＳ１０７では、光源制御部１０４ｄは、まず、ステップＳ１０３で算出された目標調光率、およびステップＳ１０５で算出された絞り調光率に基づいて、光源調光率を算出する。続いて、光源制御部１０４ｄは、光源調光率に対応する光源部１０７の光量設定値を算出する。

ステップＳ１０８では、光源制御部１０４ｄは、ステップＳ１０７で算出された光量設定値に基づいて光源駆動部１０６を介して光源部１０７を駆動する。

ステップＳ１０９では、ゲイン率算出部１０４ｅは、ステップＳ１０５で算出された絞り調光率、およびステップＳ１０７で算出された光源調光率に基づいて、画像のゲイン調整率を算出する。算出されたゲイン調整率は、画像信号処理部１０３に送信される。本処理の終了後、処理が終了したらステップ１０１に進むことで、処理をループさせる。

図５は、目標調光率および絞り調光率の変化の一例を示すグラフである。横軸は時間、縦軸は調光率である。図５において、実線は目標調光率、破線は絞り調光率を表している。灰色の領域は、絞り調光率の変更が発生する閾値で囲まれる範囲を表している。本実施例では、今回の目標調光率が、前回の目標調光率が所属する灰色の領域とは異なる灰色の領域に移行した場合、絞り調光率が変更される。目標調光率は図５に示されるように常に絞り調光率を下回っているが、本実施例では光源調光率によりこのギャップを補っている。図５では、１０秒から２０秒付近で目標調光率が下側の閾値６５％付近を前後しているが、前述したように、絞り調光率と目標調光率との関係はヒステリシス特性を有するため、シャッタ絞り１０９ａの連続動作が行われていない。

以上説明したように、本実施例によれば、目標調光率に応じて頻繁に光量を制御する場合であっても、目標調光率および絞り調光率に対応する閾値を用いてシャッタ絞り１０９ａの駆動を制御するため、シャッタ絞り１０９ａの駆動を少なくすることができる。このため、シャッタ絞り１０９ａの連続動作による絞り駆動用モータの駆動音と劣化を抑制することが可能である。

まず、図６を参照して、本実施例の投射型表示装置について説明する。図６は、本実施例の投射型表示装置であるプロジェクタ１Ａのブロック図である。本実施例では、実施例１のプロジェクタ１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付すことで説明に代える。

絞り調光率の設定数が増加すると、上側の閾値と下側の閾値との間の間隔が狭くなり、目標調光率が少し変化した場合でも絞り駆動部１０８に設けられた絞り駆動用モータが駆動してしまう。本実施例では、目標調光率の変化率に応じて、絞り調光率の設定数と絞り調光率に対応する閾値を変更するために、制御部１０４は変化率設定部１０４ｆを有する。

変化率設定部１０４ｆは、目標調光率の変化率を設定する。目標調光率の変化率は、最速でフレームごとのリアルタイム更新となるが、光量の変化が短い周期で発生することにより、ユーザーが視聴時に違和を感じるおそれがある。その場合、目標調光率をリアルタイムに算出後、算出結果にローパスフィルター（ＬＰＦ）をかけることで、目標調光率の時間的変化を緩やかにする方法が知られている。設定するＬＰＦの度合いにより、目標調光率の変化率を調整することが可能である。ＬＰＦは時間軸および調光率軸のどちらにかけてもよい。時間軸のＬＰＦであれば、所定時間（例えば、１０秒）以下の変化は無視する方法がある。調光率軸のＬＰＦであれば、一度の目標調光率の変化率を所定値（例えば、１％）以下にする場合が考えられる。両方を同時に行ってもよい。

本実施例では、閾値設定部１０４ｂは、変化率設定部１０４ｆに応じて絞り調光率の刻み量を設定する。また、閾値設定部１０４ｂは、刻み量に応じて絞り調光率に対応する閾値を設定する。

次に、図７を参照して、本実施例の制御部１０４による調光率変更の制御方法について説明する。図７は、調光率変更の制御方法を示すフローチャートである。

ステップＳ２０１では、制御部１０４は、プロジェクタ１の現在設定されている調光率を取得する。

ステップＳ２０２では、変化率設定部１０４ｆは、目標調光率の変化率を設定する。

ステップＳ２０３では、閾値設定部１０４ｂは、ステップＳ１０２で設定された目標調光率の変化率に基づいて、絞り調光率の刻み量および閾値を設定する。例えば、ステップＳ２０２において１秒ごとの変化率を５％以下（すなわち、最大変化率５％／秒）にすることが設定された場合、閾値設定部１０４ｂは図８に示されるように１０％ごとの刻み量、および５％以上（図８では１５％）のヒステリシスを有する閾値を設定すればよい。この場合、目標調光率が最大変化率５％／秒で減少すると仮定すると、目標調光率は通常、１秒後に下側閾値を下回らないが、２秒後に下側閾値を下回る。具体的には、現在の全体調光率および目標調光率が８０％、新たに設定される（後述するステップＳ２０６で設定される）目標調光率が６０％、目標調光率が最大変化率５％／秒で減少する場合を仮定する。この場合、目標調光率は、１秒後は７５％で、下側閾値（７２％）を下回らないが、２秒後は７０％で、下側閾値を下回る。目標調光率が最大変化率５％／秒で増加する場合も同様である。すなわち、シャッタ絞り１０９ａが動作するまで、通常、最低でも２秒以上かかると考えられる。また、閾値周辺で目標調光率が変化した場合であっても閾値が５％以上のヒステリシスを有するため、シャッタ絞り１０９ａが頻繁に動作することはない。

ステップＳ２０４では、制御部１０４は、変化率設定部１０４ｆで設定された時間だけ待機する。ステップＳ２０３の例では、制御部１０４は１秒間の待機を行う。

ステップＳ２０５では、制御部１０４は、新しい画像データを受信したか否かを判定する。新しい画像データを受信した場合、ステップＳ２０６に進み、新しい画像データを受信していない場合、ステップＳ２０４に戻る。

ステップＳ２０６では、目標調光率算出部１０４ａは、画像解析部１０２から取得した解析結果に基づいて、プロジェクタ１全体での光量調整の目標値である目標調光率を算出する。本実施例では、目標調光率算出部１０４ａは、変化率設定部１０４ｆにより設定された変化率による制限も加味して目標調光率を算出する。

ステップＳ２０７では、絞り制御部１０４ｃは、ステップＳ１０１で取得された現在の調光率とステップＳ２０６で算出された目標調光率との間に、閾値設定部１０４ｂで設定されている閾値が存在しているかどうかを判定する。現在の調光率と目標調光率との間に閾値が存在している場合、ステップＳ２０８に進み、現在の調光率と目標調光率との間に閾値が存在していない場合、ステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２０８では、絞り制御部１０４ｃは、ステップＳ２０４における閾値に対応する絞り調光率を算出する。

ステップＳ２０９では、絞り制御部１０４ｃは、まず、ステップＳ２０８で算出された絞り調光率に対応するシャッタ絞り１０９ａの目標絞り位置を算出する。続いて、絞り制御部１０４ｃは、目標絞り位置に基づいて絞り駆動部１０８を介してシャッタ絞り１０９ａを駆動することで、シャッタ絞り１０９ａによる光量調整を制御する。

ステップＳ２１０では、光源制御部１０４ｄは、まず、ステップＳ２０６で算出された目標調光率、およびステップＳ２０８で算出された絞り調光率に基づいて、光源調光率を算出する。続いて、光源制御部１０４ｄは、光源調光率に対応する光源部１０７の光量設定値を算出する。

ステップＳ２１１では、光源制御部１０４ｄは、ステップＳ２１０で算出された光量設定値に基づいて光源駆動部１０６を介して光源部１０７を駆動する。

ステップＳ２１２では、ゲイン率算出部１０４ｅは、ステップＳ２０８で算出された絞り調光率、およびステップＳ２１０で算出された光源調光率に基づいて、画像のゲイン調整率を算出する。本処理の終了後、処理が終了したらステップ２０１に進むことで、処理をループさせる。

以上説明したように、本実施例によれば、目標調光率に応じて頻繁に調光率を制御する場合であっても、シャッタ絞り１０９ａの駆動を少なくすることができる。さらに、目標調光率の変化率に応じてよりシャッタ絞り１０９ａの設定を細かくしつつもシャッタ絞り１０９ａの駆動量を減らすことができる。このため、シャッタ絞り１０９ａの連続動作による絞り駆動用モータの駆動音と劣化を抑制することが可能である。

コントラスト向上のために入力画像に応じてシャッタ絞りおよび光源を同時に制御する場合、絞り駆動速度と光源制御速度が異なることから、画像にチラつきが発生してしまう場合がある。特に、絞り駆動速度が目標速度に比べて遅れてしまうため、画像にチラつきが発生してしまう。本実施例では、このようなチラつきを抑制する方法について説明する。

まず、図９を参照して、本実施例の投射型表示装置について説明する。図９は、本実施例の投射型表示装置であるプロジェクタ１Ｂのブロック図である。本実施例では、実施例１のプロジェクタ１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付すことで説明に代える。

操作部１１２は、ユーザーがプロジェクタ１Ｂを操作するための操作用インターフェースである。ユーザーは操作部１１２を介して動作モード選択部１１３を操作することにより、プロジェクタ１Ｂの動作モードを選択することができる。本実施例では、閾値設定部１０４ｂは、動作モード選択部１１３の選択結果を受信し、選択された動作モードに応じて閾値を設定する。

本実施例では、ユーザーは、コントラスト優先モードと静音優先モードを選択することができる。コントラスト優先モードは、閾値設定部１０４ｂにより設定される閾値の数を静音優先モードよりも多くし、目標調光率に対する絞り駆動の追従性を高くすることで、静音優先モードよりも入力画像に応じたコントラストで画像を投射可能なモードである。静音優先モードは、閾値設定部１０４ｂにより設定される閾値の数をコントラスト優先モードよりも少なくし、シャッタ絞り１０９ａの駆動頻度を減らすことで、コントラスト優先モードよりも絞り駆動用モータの駆動音を低減可能なモードである。なお、動作モードについては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば様々な動作モードを用意してもよい。

絞り位置検出部（検出手段）１１４は、シャッタ絞り１０９ａの絞り位置を検出可能であり、検出結果を絞り制御部１０４ｂに送信する。本実施例では、絞り制御部１０４ｃは、絞り位置検出部１１４により検出された絞り位置データを用いてフィードバック制御を行う。

次に、図１０を参照して、本実施例の制御部１０４による調光率変更の制御方法について説明する。図１０は、調光率変更の制御方法を示すフローチャートである。

ステップＳ３０１では、制御部１０４は、現在設定されているプロジェクタ１Ｂの動作モードがコントラスト優先モードに設定されているかどうかを判定する。コントラスト優先モードに設定されている場合、ステップＳ３０２に進み、コントラスト優先モードに設定されていない場合、すなわち静音優先モードに設定されている場合、ステップＳ３０３に進む。

ステップＳ３０２では、閾値設定部１０４ｂは、コントラスト優先モード用の閾値を設定する。本実施例では、閾値設定部１０４ｂは、４つの閾値（２０％，４０％，６０％，８０％）を設定する。表１−１には、目標調光率と絞り調光率との関係が表されている。

ステップＳ３０３では、閾値設定部１０４ｂは、静音優先モード用の閾値を設定する。本実施例では、閾値設定部１０４ｂは、２つの閾値（４０％，７０％）を設定する。表１−２には、目標調光率と絞り調光率との関係が表されている。

なお、本実施例では、実施例１，２とは異なり、簡単のため上側の閾値および下側の閾値については考慮していない。また、閾値については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば様々な閾値を設定してもよい。

ステップＳ３０４からステップＳ３０９までの処理はそれぞれ、図１のステップＳ１０１からステップ１０６までの処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。

ステップＳ３１０では、光源制御部１０４ｄは、ステップＳ３０６で算出された目標調光率、および絞り位置検出部１１４により検出されたシャッタ絞り１０９ａの現在の絞り位置に対応する絞り調光率に基づいて光源調光率（現在光源調光率）を算出する。本実施例では、シャッタ絞り１０９ａの現在の絞り位置に対応する絞り調光率は、あらかじめ不図示の記憶部に保存されたシャッタ絞り１０９ａの絞り位置と絞り調光率との対応表を用いて取得される。表２には、絞り位置と絞り調光率との対応表の一例が表されている。光源制御部１０４ｄは、目標調光率と絞り調光率との差分を光源調光率として算出する。目標調光率と絞り調光率との差分は、絞り駆動の遅れが原因で発生する。

ステップＳ３１１およびステップＳ３１２の処理はそれぞれ、図１のステップＳ１０８およびステップ１０９の処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。

以上説明したように、本実施例によれば、目標調光率に応じて頻繁に調光率を制御する場合であっても、シャッタ絞り１０９ａの駆動を少なくすることができる。このため、シャッタ絞り１０９ａの連続動作による絞り駆動用モータの駆動音と劣化を抑制することが可能である。また、本実施例では、光源調光率は、絞り駆動の遅れにより生じる現在のシャッタ絞り１０９ａの絞り位置に対応する絞り調光率と目標調光率との差分として算出される。すなわち、本実施例では、光源は、絞り駆動の遅れにより生じる現在のシャッタ絞り１０９ａの絞り位置に対応する絞り調光率と目標調光率との差分を補正（除去）するように制御される。したがって、コントラスト向上のために入力画像に応じてシャッタ絞りおよび光源を制御する場合であっても、絞り駆動の遅れにより画像に発生するチラつきを抑制することが可能である。

まず、図１１を参照して、本実施例の投射型表示装置について説明する。図１２は、本実施例の投射型表示装置であるプロジェクタ１Ｃのブロック図である。本実施例では、実施例１のプロジェクタ１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付すことで説明に代える。シャッタ絞り１０９ａの絞り位置は、実施例３では、絞り位置検出部１１４により直接検出されたが、本実施例では、後述するように、駆動開始前の絞り位置、目標絞り位置、および絞り移動時間保存部１１５から取得した絞り移動時間を用いて予測される。

絞り移動時間保存部１１５は、シャッタ絞り１０９ａが移動する際に要する時間（絞り移動時間）を保存している。

本実施例では、絞り制御部１０４ｃは、ステッピングモーターのような印加するパルス数で駆動量が決まるアクチュエータを使用して絞り駆動部１０８を駆動する。また、絞り制御部１０４ｃは、駆動開始前のシャッタ絞り１０９ａの絞り位置、目標絞り位置、および絞り移動時間保存部１１５から取得した絞り移動時間を用いて、移動中のシャッタ絞り１０９ａの絞り位置を予測する。表３には、駆動開始前のシャッタ絞り１０９ａの絞り位置、目標絞り位置、および絞り移動時間保存部１１５に保存されているシャッタ絞り１０９ａが移動する際に要する時間の関係が表されている。

次に、図１２を参照して、本実施例の制御部１０４による調光率変更の制御方法について説明する。図１２は、調光率変更の制御方法を示すフローチャートである。

ステップＳ４０１からステップＳ４０８までの処理はそれぞれ、図１０のステップＳ３０１からステップＳ３０８までの処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。

ステップＳ４０９では、絞り制御部１０４ｃは、まず、ステップＳ４０８で算出された絞り調光率に対応するシャッタ絞り１０９ａの目標絞り位置を算出する。続いて、絞り制御部１０４ｃは、駆動開始前のシャッタ絞り１０９ａの絞り位置、目標絞り位置、および絞り移動時間保存部１１５から取得した絞り移動時間を用いて移動中の絞り位置を予測しながら、絞り駆動部１０８を介してシャッタ絞り１０９ａを駆動する。

ステップＳ４１０では、光源制御部１０４ｄは、ステップＳ４０６で算出された目標調光率、およびステップＳ４０９で予測された絞り位置に対応する絞り調光率に基づいて光源調光率を算出する。本実施例では、シャッタ絞り１０９ａの現在の絞り位置に対応する絞り調光率は、あらかじめ不図示の記憶部に保存されたシャッタ絞り１０９ａの絞り位置と絞り調光率との対応表を用いて取得される。光源制御部１０４ｄは、目標調光率と絞り調光率との差分を光源調光率として算出する。目標調光率と絞り調光率との差分は、絞り駆動の遅れが原因で発生する。

ステップＳ４１１およびステップＳ４１２の処理はそれぞれ、図１０のステップＳ３１１およびステップＳ３１２の処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。

以上説明したように、本実施例によれば、目標調光率に応じて頻繁に調光率を制御する場合であっても、シャッタ絞り１０９ａの駆動を少なくすることができる。このため、シャッタ絞り１０９ａの連続動作による絞り駆動用モータの駆動音と劣化を抑制することが可能である。また、本実施例では、光源調光率は、絞り駆動の遅れにより生じる現在のシャッタ絞り１０９ａの絞り位置に対応する絞り調光率と目標調光率との差分として算出される。すなわち、本実施例では、光源は、絞り駆動の遅れにより生じる現在のシャッタ絞り１０９ａの絞り位置に対応する絞り調光率と目標調光率との差分を補正（除去）するように制御される。したがって、コントラスト向上のために入力画像に応じてシャッタ絞りおよび光源を制御する場合であっても、絞り駆動の遅れにより画像に発生するチラつきを抑制することが可能である。

まず、図１３を参照して、本実施例の投射型表示装置について説明する。図１３は、本実施例の投射型表示装置であるプロジェクタ１Ｄのブロック図である。本実施例では、実施例１のプロジェクタ１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付すことで説明に代える。

時間計測部１１７（時間計測手段）は、絞り制御部１０４ｃが絞り駆動部１０８を制御している時間、換言すると絞り駆動部１０８がシャッタ絞り１０９ａを駆動している時間を計測し、その結果を駆動時間として駆動時間算出部１１８へ出力する。

駆動時間算出部１１８（駆動時間算出手段）は、記憶部１１６に記憶されている合計駆動時間（初期値は０）を読み出し、その時間に対し、時間計測部１１７から入力された駆動時間を加算する。駆動時間算出部１１８が算出した合計駆動時間は、記憶部１１６へ記憶される。

記憶部１１６は、さらに絞りの駆動頻度を切替えるための基準となる少なくとも１つ以上の切替基準時間（所定の時間閾値）を記憶する。切替基準時間は、予め決められている絞り駆動部１０８の駆動可能時間（寿命）より短い時間、例えば絞り駆動部１０８の駆動可能時間の８０％となる時間などを記憶する。本実施例においては、絞り駆動部１０８の駆動可能時間の８０％となる時間を切り替え基準時間として説明する。

絞り制御部１０４ｃは、記憶部１１６に記憶されている切替基準時間と、駆動時間算出部１１８が導出した合計駆動時間を読み出し、合計駆動時間が切替基準時間未満の場合は、現在の動作モードを継続し、駆動時間が切替基準時間以上の場合は動作モードを切り替える。本実施例の場合、駆動時間が切替基準時間未満の場合、実施例３の表１−２に示すコントラスト優先モードにより絞り駆動部１０８を制御し、シャッタ絞り１０９ａを駆動し、駆動時間が切替基準時間以上の場合、実施例３の表１−２に示す静音優先モードにより絞り駆動部１０８を制御し、シャッタ絞り１０９ａを駆動する。

つまり、合計駆動時間が切替基準時間以上となった場合、絞り制御手段１０４ｃが絞り駆動部１０８を制御し設定可能なシャッタ絞り１０９ａの調光率の数を、合計駆動時間が所定の時間閾値未満の場合の調光率の数よりも少なくなるように設定する。これにより、絞り駆動部１０８およびシャッタ絞り１０９ａの駆動頻度を低減する。

次に、図１４を参照して、本実施例の制御部１０４による調光率変更の制御方法について説明する。図１４は、調光率変更の制御方法を示すフローチャートである。

ステップＳ５０１では、絞り制御部１０４ｃが絞り駆動部１０８を制御し、絞り駆動部１０８がシャッタ絞り１０９ａの駆動を開始したか否かを判定する。駆動を開始した場合、ステップＳ５０２へ移行し、駆動を開始していない場合、ステップＳ５０１へ戻る。

ステップＳ５０２では、時間計測部１１７により、絞り制御部１０４ｃが絞り駆動部１０８を制御し、絞り駆動部１０８がシャッタ絞り１０９ａを駆動している駆動時間の計測を開始する。

ステップＳ５０３では、絞り駆動部１０８によるシャッタ絞り１０９ａの駆動が停止したか否かを判定する。駆動が停止した場合、ステップＳ５０４へ移行し、駆動している場合、ステップＳ５０２へ戻り、駆動時間の計測を続ける。

ステップＳ５０４では、時間計測部１１７により、絞り駆動部１０８によるシャッタ絞り１０９ａを駆動している駆動時間の計測を終了し、計測した駆動時間と記憶部１１６に保存されている合計駆動時間から、新たな合計駆動時間を算出する。

ステップＳ５０５では、合計駆動時間が切替基準時間以上になったか否かを判定する。駆動時間が切替基準時間以上になった場合、ステップＳ５０６へ移行し、合計駆動時間が切替基準時間未満の場合、終了する。

ステップＳ５０６では、絞り駆動部１０８によるシャッタ絞り１０９ａを駆動する際の動作モードを、シャッタ絞り１０９ａに設定可能な調光率の数を減らした動作モード（静音優先モード）に設定し、終了する。

以上説明したように、本実施例によれば、目標調光率に応じて調光率を制御する場合、合計駆動時間が切替基準時間以上となった場合、設定可能なシャッタ絞り１０９ａの調光率の数を、合計駆動時間が所定の時間閾値未満の場合に設定可能な調光率の数よりも少なくなるように設定する。すなわち、絞り制御部１０８やシャッタ絞り１０９ａの駆動時間が所定の時間閾値以上となった場合、絞り制御部１０８やシャッタ絞り１０９ａの駆動頻度を少なくすることができる。このため、絞り制御部１０８やシャッタ絞り１０９ａの連続動作による劣化を抑制することが可能である。
［他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

また、画像信号入力部１０１に画像信号が入力された時点から、液晶パネル１１０ｂが駆動され光変調するまでの間には、処理のための時間遅延が発生する。そこで、制御部１０４は、投射状態に対する画像遅延時間（画像処理時間）を取得する画像遅延時間取得手段を有してもよい。画像取得遅延時間取得手段により取得された画像遅延時間に応じて、シャッタ絞り１０９ａおよび光源部１０７の調光を行うことで、より投射画像の変化に合わせた、リアルタイム性のある調光が可能になる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ プロジェクタ（投射型表示装置）
１０４ 制御部（制御装置）
１０４ａ 目標調光率算出部（算出手段）
１０４ｃ 絞り制御部（絞り制御手段）
１０４ｄ 光源制御部（光源制御手段）
１０７ 光源部（光源手段）
１０９ａ シャッタ絞り（絞り手段）

Claims (18)

1. 画像データの特徴量に基づいて、投射型表示装置の目標調光率を算出する算出手段と、
   前記目標調光率が属する範囲ごとに設定されている目標絞り位置に基づいて、絞り手段の絞り位置を制御する絞り制御手段と、
   前記目標調光率および前記絞り位置に基づいて、光源手段の光量を制御する光源制御手段と、を有することを特徴とする制御装置。
2. 前記絞り制御手段は、前記目標調光率が前記絞り手段の現在の絞り位置が目標絞り位置として設定されている範囲に属する場合、前記絞り手段の現在の絞り位置を維持し、前記目標調光率が前記現在の絞り位置が設定されている範囲に属しない場合、前記絞り手段の絞り位置を変更させることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記絞り制御手段は、前記目標調光率が前記絞り手段の現在の絞り位置が目標絞り位置として設定されている範囲に属する場合であって、前記投射型表示装置に現在設定されている全体調光率と前記目標調光率との間に前記現在の絞り位置が設定されている範囲の端値である閾値が存在しない場合、前記絞り手段の現在の絞り位置を維持し、前記閾値が存在する場合、前記絞り手段の絞り位置を変更させることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
4. 前記絞り制御手段は、前記全体調光率が前記目標調光率より大きい場合、前記閾値として第１の閾値を使用し、前記全体調光率が前記目標調光率より小さい場合、前記閾値として前記第１の閾値より大きい第２の閾値を使用することを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
5. 前記光源制御手段は、前記目標調光率と前記絞り手段の目標絞り位置に対応する調光率とを用いて算出された前記光源手段の目標光源調光率に基づいて、前記光源手段の光量を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. 前記光源制御手段は、前記目標調光率と前記絞り手段の現在の絞り位置に対応する調光率とを用いて算出された現在光源調光率に基づいて、前記光源手段の光量を制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の制御装置。
7. 前記光源制御手段は、前記絞り手段の絞り位置を検出可能な検出手段から前記絞り手段の現在の絞り位置を取得することを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
8. 前記光源制御手段は、前記絞り手段の現在の絞り位置、前記目標絞り位置、および前記絞り手段の移動時間に基づいて、前記絞り手段の現在の絞り位置を算出することを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
9. 前記目標調光率と前記絞り手段の前記目標絞り位置に対応する調光率とを用いて算出された前記光源手段の目標光源調光率に基づいて、前記画像データに対してゲイン処理を行う際に使用されるゲイン調整率を算出するゲイン算出手段を更に有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の制御装置。
10. 前記絞り制御手段により設定可能な前記絞り手段の絞り位置ごとに前記目標調光率の変更可能範囲を設定する設定手段を更に有することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の制御装置。
11. 前記設定手段は、前記目標調光率の変化率に応じて、前記絞り制御手段が設定可能な前記絞り位置の数、および前記変更可能範囲を設定することを特徴とする請求項１０に記載の制御装置。
12. 前記設定手段は、前記投射型表示装置に設定された動作モードに応じて、前記絞り制御手段が設定可能な前記絞り位置の数、および前記変更可能範囲を設定することを特徴とする請求項１０または１１に記載の制御装置。
13. 前記投射型表示装置に設定可能な動作モードは、静音優先モードおよびコントラスト優先モードであり、
    前記設定手段は、前記前記投射型表示装置が前記静音優先モードである場合に前記絞り制御手段が設定可能な前記絞り位置の数が、前記前記投射型表示装置が前記コントラスト優先モードである場合に前記絞り制御手段が設定可能な前記絞り位置の数より少なくなるように設定することを特徴とする請求項１２に記載の制御装置。
14. 前記絞り手段の駆動時間を計測する時間計測手段と、
    前記絞りの手段の合計駆動時間を算出する駆動時間算出手段と、
    前記合計駆動時間を記憶する記憶手段と、を有し、
    前記設定手段は、前記合計駆動時間が所定の時間閾値以上となった場合、前記絞り制御手段が設定可能な前記目標絞り位置の数を、前記合計駆動時間が所定の時間閾値以上となる前よりも少なくなるように設定することを特徴とする請求項１０または１１に記載の制御装置。
15. 前記絞り制御手段は、モータを使用して前記絞り手段の絞り位置を制御することを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の制御装置。
16. 前記目標絞り位置に対応する調光率は、前記目標調光率に比べて大きくなることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の制御装置。
17. 請求項１から１６のいずれか１項に記載の制御装置を有することを特徴とする投射型表示装置。
18. 請求項１から１６のいずれか１項に記載の制御装置の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。