JP4036059B2

JP4036059B2 - Ｄｖｄプレーヤを内蔵した表示装置

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Publication number: JP4036059B2
Application number: JP2002247976A
Authority: JP
Inventors: 明善中村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2022-08-28
Also published as: JP2004085961A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＶＤプレーヤを内蔵した表示装置に関するものであり、特にＤＶＤの主映像と副映像とを有する映像ソースの映像再生装置用の表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、自宅で簡便にＤＶＤプレーヤ等の映像再生装置を用いて、映画館と同じような環境で、映画館と同様の映像を再生するホームシアターシステムが普及してきている。プレーヤとしてはＤＶＤプレーヤ、ビデオ、ＴＶがよく利用されているが、映像の品質や映像ソースのハンドリングのし易さからＤＶＤプレーヤが主流となっている。この映像ソースを映すディスプレイとしては、プラズマディスプレイや大画面ＴＶ、背面から映像をあてるリアプロジェクタ（液晶方式やブラウン管方式、ＤＭＤ方式等が知られている）、正面から投射するフロントタイプのプロジェクターが知られている。これら映像ソースを再生するプレーヤと映像を表示するディスプレイとは各種のケーブルによって接続され、プレーヤ側からディスプレ側に映像信号等が送信される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自宅で利用されているホームシアターシステムは上記のような構成が一般的であるが、映画館そのものを家に再現し、映画を楽しむことを目的とすると、以下のような不都合を生じる。
【０００４】
（１）映像ソースの劣化
上記のようにディスプレイとプレーヤとの間がケーブルによって接続されるため、映像の劣化が発生する。例えば、コンポジットの映像信号であると、まずＤＶＤ内でＭＰＥＧ２によってデコードされたデジタル信号が、アナログ信号に変換される。そして、プロジェクタ内では、そのアナログ信号をデジタル信号に変換しなおしている。このような変換時には必ず映像劣化が発生する。
【０００５】
また、映画のフィルムは毎秒２４コマで撮影されているが、これをＤＶＤに納める場合は、毎秒６０フィールドの映像信号に変換される。そのため、ＩＰ変換と呼ばれる２−３プルダウン検出や、インターレースからプログレッシブヘの変換部が必要となる。これを改善するために、プロジェクタ側にはＩＰ変換回路や、ＹＣ分離回路等を設けて数々の工夫がされている。しかしながら、デジタル信号をアナログ信号に変換する工程がある限り必ず劣化を発生することは免れない。
【０００６】
（２）機器の大型化と持ち運びのしにくさ
上記（１）の課題を解決するのには、全てデジタル処理で行うのが望ましい。このためＤＶＩコネクタやＤＶＤ内蔵のＴＶなどが提案されている。しかし、このような機器では、まず持ち運びが気楽にできない。映画などを気楽に楽しむためには、家の各部屋どこでも気楽に使えることが必要である。また、旅行先などに持っていければ理想的である。このような用途を考えるとディスプレイ自体が大型であるプラズマディスプレイやリアプロジェクターなどは不適であることはすぐに想像できる。また、プレーヤは通常ＴＶで使用しているディスプレイの近くに配置されるため、ケーブルでの接続のため、必然的にモニター側もその傍に配置されなければならない。ケーブルの接続自体も大変面倒である。これを解決するものとして、ＤＶＤ内蔵型で、ＬＣＤも付属するものが提案されている。しかしながら、これは映画館そのものを気楽に再現するという理想には程遠いというが実情である。
【０００７】
上記のように気楽に映画館を再現できるものは、現在のところ存在しないことがわかる。機器の条件としては、持ち運びが簡便であり、かつ使用時には大画面のディスプレイを実現できることから、フロントプロジェクタであることが望ましい。そして、これにＤＶＤプレーヤ等を内蔵することが望ましい。ところで、ＤＶＤプレーヤを内蔵したとしても、次のような課題が依然として発生する。
【０００８】
（３）液晶のダイナミックレンジの有効活用
液晶（ライトバルブ）を利用したプロジェクタでは、自ずから液晶のダイナミックレンジの限界による制限が発生する。このため調光技術が広く知られている。これは、映像ソースの色（輝度）を監視し、その輝度によって光源（ランプ）を制御すると同時に、液晶（ライトバルブ）も制御することで、暗い画面の時のコントラストを改善する技術である。ところが、映画の字幕等は白で表示されることが多いため、従来の調光枝術がそのまま適用したのでは映画の字幕等の影響を受けて、本来の映像ソースの色（輝度）を適切に監視することができず、スクリーンに表示される映像のコントラストは低くなるという問題点がある。
【０００９】
本発明は、このような背景のもとになされたものであり、少なくとも、コントラストを向上させることを可能にしたＤＶＤプレーヤを内蔵した表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＤＶＤプレーヤを内蔵した表示装置は、ＤＶＤプレーヤを内蔵した表示装置であって、前記ＤＶＤプレーヤは、記録媒体に格納された少なくとも主映像信号と、メニュー及び字幕の少なくとも何れかを含む副映像信号とをそれぞれ分離して取り出すフロントエンド部と、前記主映像信号をデコードするデコーダとを備え、前記表示装置は、光源と、前記光源から供給される照明光を映像信号に基づいて変調する光変調手段と、前記フロントエンド部にて分離され前記デコーダにてデコードされた前記主映像信号の輝度レベルを算出する輝度レベル算出手段と、前記輝度レベル算出手段により算出された輝度レベルに基づいて前記光源から供給される光量を調節する調光手段と、前記輝度レベル算出手段により算出された輝度レベルに基づいて映像信号の階調値を変換する映像信号変換手段とを備えたものである。なお、以下の説明においては、「ＤＶＤプレーヤを内蔵した表示装置」を単に「表示装置」と称するものとする。
このように構成したことにより、輝度レベル算出手段は、副映像信号を含んだ状態の映像信号ではなく、映像信号のうちの主映像信号の輝度レベルを算出するようにしたので、輝度レベルは副映像信号の影響を受けずに済む。このため、このようにして計測された輝度レベルに基づいて、光源から供給される光量を調節するとともに、映像信号の階調値を変換するようにしたので、コントラストの高い映像が得られる。例えば、輝度レベルが高い場合にはそれに対応して光源の調光値も高くするとともに（明るく）、映像信号の階調値を低くする（相対的に暗くする）。なお、本発明において、輝度レベルが副映像信号の影響を受けずに済むというのは、従来のように輝度レベルを算出するのに、従来のように主映像と副映像とが合成された状態の映像データの輝度レベルを検出した場合に起こる弊害が避けられることを意味しており、副映像等であることを認識してそれを映像信号の輝度レベル算出に反映させることを排除するものではない。
また、上記の表示装置は、フロントエンド部とデコーダとを備えたＤＶＤプレーヤを内蔵しており、このため、接続ケーブルを必要としない。また、従来のようにＤＶＤプレーヤの出力をアナログ信号に変換し、更に、それをデジタル信号に変換する、という信号変換処理を省くことができるので、映像信号が劣化するのを防止することができる。
【００１１】
また、上記の表示装置は、輝度レベル算出手段により算出された輝度レベルに基づいて調光値を決定する調光値決定手段を備え、調光手段は調光値に基づいて光源から供給される光量を調節し、映像信号変換手段は調光値に基づいて映像信号の階調値を変換する。このように輝度レベルに基づいて調光値を決定してから調光制御を行うようにしたので、光源の光量の調整と映像信号の階調値の変換とを関連付けて行うことができるので、適切な調光制御が可能になっており、コントラストの高い映像が得られる。
【００１２】
また、上記の映像信号変換手段は、調光値決定手段の調光値に基づいて主映像信号の階調値を変換する主映像変換手段を備えている。主映像変換手段は、調光値決定手段の調光値に基づいて主映像信号の階調値を変換する処理を行う。例えば輝度レベルが高い（明るい）場合には、光源の調光値を高くし（明るくし）、主映像の階調値を低くする（相対的に暗くする）。また、輝度レベルが低い（暗い）場合には、光源の調光値を低くし（暗くし）、主映像の階調値を高くする（明るくする）。このような調光制御により、特に暗い部分でのダイナミックレンジが改善し、結果としてコントラストの高い映像（画像）が得られる。
【００１３】
また、上記の映像信号変換手段は、調光値決定手段の調光値に基づいて副映像信号の階調値を変換する副映像変換手段を備えている。副映像変換手段は、調光値決定手段の調光値に基づいて副映像信号の階調値を変換する処理を行う。この場合においても、上記の主映像変換手段の場合と同様に、調光値に応じて副映像信号の階調値を調整するようにしたので、コントラストの高い映像が得られる。
【００１４】
また、上記の映像信号変換手段は、調光値決定手段の調光値に基づいてＯＳＤ信号の階調値を変換するＯＳＤデータ変換手段を備えている。ＯＳＤ変換手段は、調光値決定手段の調光値に基づいてＯＳＤ信号の階調値を変換する処理を行う。上記の副映像変換手段と同様な処理を行うことにより、コントラストの高い映像が得られる。
【００１５】
また、上記の表示装置は、映像信号に付加されている復号化参照情報に基づいて、映像信号が２−３プルダウンされたものであるかどうかを認識するとともに、同一画面の映像が複数回続く場合の最初の画面のタイミングで指令信号を出力する画像認識手段を備えており、輝度レベル算出手段は、画像認識手段から前記指令信号を入力したタイミングで輝度レベルの算出を行う。映像信号が２−３プルダウンされたものである場合には、同一画面が２回、３回、２回、…と繰り返されることになるが、輝度レベル算出手段はその同一画面の最初（先頭）の画面で輝度レベルの算出を行う。このため、輝度レベルの算出は２．５フレームに１回で済むことになり、従来のようにフレーム毎に算出する必要がないので、動作周波数が１／２．５になり、消費電力の削減が可能になっている。また、輝度レベルを算出したのと同じ内容のフレーム（コピーされたフレーム）について調光制御を行うので、最適な調光制御が可能になっている。
【００１６】
また、輝度レベル算出手段は、１フレーム分の主映像信号の平均輝度と最大値とをそれぞれ算出する。このため、調光値決定手段はこれらの２つのデータを用いて調光値を決定することができる。
また、調光値決定手段は、輝度レベル算出手段からの１フレーム分の主映像信号の平均輝度と最大値とに基づいて調光値を決定する。調光レベルを算出するのに最大値に基づいた場合にはノイズが入りやすいが、ここでは最大値とともに平均値を用いているのでノイズ成分が混ざるのが避けられている。また、頻繁に調光制御を行うと返って見づらくなるが、ここでは１フレーム分の主映像信号の平均値を求めるようにしているので、その頻繁に調光制御されることの不都合も避けられている。
【００１７】
また、上記の表示装置は、主映像信号と合成されることとなる副映像信号及びＯＳＤ信号の少なくも何れ一方が映像信号に含まれているかどうかをを検出する副映像検出手段を備え、調光値決定手段は、副映像検出手段の検出出力の有無に基づいて調光値の決定方法を変更し、副映像信号等の有無に応じた調光制御を可能にしている。
また、調光値決定手段は、副映像検出手段からの検出出力が有る場合に、輝度レベルが第１の基準値Ｍに満たない場合には、調光値をその第１の基準値Ｍに設定し、相対的に調光値（輝度レベル）が高くなるようにしている。
また、輝度レベル算出手段は、副映像検出手段からの検出出力が無い場合に、輝度レベルが第２の基準値Ｎ（但し、Ｎ＜Ｍ）に満たない場合には、調光値をその第２の基準値Ｎに設定し、相対的に調光値（輝度レベル）が高くなるようにしている。しかし、副映像検出手段からの検出出力が有る場合に比べて低く設定している。
【００１９】
また、輝度レベル算出手段は上記のデコーダの出力信号に基づいて輝度レベルを算出する。フロントエンド部から出力される主映像信号と副映像信号とが合成される前の段階で、主映像信号の輝度レベルを算出しているので、副映像信号が影響を受けずに済んでいる。
【００２０】
また、上記の表示装置は、映像信号変換手段により階調値が変換された主映像信号と階調値が変換された副映像信号とを合成し、又は階調値が変換された主映像信号と階調値が変換された副映像信号及びＯＳＤ信号とを合成し、合成後の映像信号に基づいて光変調手段を変調させる映像合成手段を備えている。階調値が変換された映像信号、即ち調光制御された映像信号により光変調手段を変調させるようにしたので、コントラストの高い映像が得られる。
【００２１】
また、上記の表示装置は、光変調手段により調光された光源からの照明光をスクリーンに照射させ拡大表示させる光学手段を備え、フロントプロジェクタを構成しているので、装置の小型化が可能になっている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施形態１．
図１は本発明の実施形態１に係る映像再生装置の構成を示したブロック図であり、図２は図１の映像再生装置の外観図である。この映像再生装置１０はＤＶＤプレーヤを内蔵したフロントプロジェクタである。映像再生装置１０は、フロントエンド部１１、オーディオ処理部１２、ＭＰＥＧデコーダ１３、ＩＰ変換部１４、ＩＰ変換制御部１５、副映像処理部１６、及びＯＳＤデータ生成部１７を備えている。更に、この映像再生装置１０は、主映像変換手段１８，副映像変換手段１９、ＯＳＤデータ変換手段２０、クロマデコーダ２１、映像合成／切替部２２、映像変換部２３、ＬＣＤ駆動部２４、表示デバイス（ＬＣＤ）２５を備えており、また、光学系として、調光手段３０、光源（ランプ）３１、及び投射レンズ３２を備えており、スクリーン３３に映像を投射する。また、映像再生装置１０はＣＰＵ３４を備えており、ＣＰＵ３４は上記の各部を制御する。
【００２３】
また、上記のオーディオ処理部１２は、フロントエンド部１１、音声入力端子３６及びスピーカ３７にそれぞれ接続され、フロントエンド部１１又は音声入力端子３６からの音声信号を処理してスピーカ３７に出力して音声を得る。またクロマデコーダ２１には映像入力端子３８が接続されており、映像入力端子３８を介して外部から映像信号（ＮＴＳＣ、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ）を入力し、デジタルＹＵＶ信号に変換するとともに画質調整を行う。更に、映像再生装置１０は、上記の装置に加えて、主映像輝度レベル算出手段４１、副映像／ＯＳＤデータ検出手段４２及び調光値決定手段４３を備えている。
【００２４】
図１の映像再生装置（フロントプロジェクタ）１０は、図２に示されるように、ＤＶＤプレーヤ５０を内蔵したものとなっている。ＤＶＤプレーヤ５０としては、図１のフロントエンド部１１、オーディオ処理部１２、ＭＰＥＧデコーダ１３、副映像処理部１６、ＯＳＤデータ生成部１７及び映像合成部／切替部２２が含まれる。
【００２５】
図１のフロントエンド部１１は、ＤＶＤ３５に格納された映像データ等を読み取るためのピックアップ制御部、モータ制御部、復調部、エラー訂正部、映像データ、音声データ及び字幕データを分離するデマルチ部等の各機能を備えており、主映像データ、副映像データ及び音声データを出力する。オーディオ処理部１２は、音声デコード部として機能するものであり、フロントエンド部１１からの音声データ、例えばＭＰＥＧオーディオ、ドルビーデジタル、リニアＰＣＭをデコードしてスピーカ３７に出力する。その出力の際には内蔵したＤ／Ａコンバータによりアナログ信号に変換して出力する。
【００２６】
ＭＰＥＧデコーダ１３は、圧縮された映像データ、例えばＭＰＥＧ２のフォーマットを使用してエンコードされているデジタル信号を元の映像データに戻す処理を行う。また、副映像処理部１６は、字幕データを解凍して復号化する処理を行う。主映像の他に、ビットマップデータを圧縮して記録（ランレングス）する方法があり、これをサブピクチャ（副映像）と呼ぶが、大きくはメニューと字幕（サブタイトル）の２つの使い方があり、上記の字幕データは両者を含むものである。ＯＳＤ（On Screen Display）データ生成部１６は、再生動画像上にメニュー表示等文字やキャラクタを表示させる機能を持つものである。
【００２７】
ＩＰ変換部１４は、入力された映像データがインターレース信号である場合には、走査線が倍のプログレッシブ信号の映像データに変換する処理を行うものである。また、ＩＰ変換制御部１５は本発明の画像認識手段として機能するものであり、デコードされた映像データに含まれる復号化参照情報に基づいてＩＰ変換部１４を制御する。主映像変換手段１８、副映像変換手段１９及びＯＳＤデータ変換手段２０はそれぞれの入力データを調光値決定手段４３からの調光値に基づいて階調値を変換して映像合成部／切替部２２に出力する。映像合成部／切替部２２は入力データを合成し、主映像データに副映像データ及びＯＳＤデータを合成する。映像変換部（ビデオコントローラ）２３は、映像データをプロジェクタの表示デバイス２５であるライトバルブ（ＬＣＤ）の仕様に合わせて出力するよう映像データを加工するものであり、主な処理として、解像度変換、台形補正、プロジェクタのメニュー表示等の映像信号と合成する合成処理部等を有している。なお、映像変換部（ビデオコントローラ）２３は、図示していないがフレームメモリ等を内蔵しており、映像データをフレームメモリに描画する等の処理を行う。
【００２８】
なお、上記の解像度変換とは、映像データをプロジェクタの表示デバイス（ＬＣＤ）２５の解像度に合わせて変換する処理であり、例えば映像データがもっている解像度が６４０＊４８０で、表示デバイス（ＬＣＤ）２５の解像度が１０２４＊７６８であれば、６４０＊４８０を１０２４＊７６８に拡大して表示する。また、台形補正とは、プロジェクタの設置状態（例えばプロジェクタに対してスクリーンが斜めに配置されている状態）によって発生する台形状の画像を補正して四角形の画像にする処理であり、この台形補正の処理自体は公知の技術であるからその詳細は省略する（例えば特開平１１−３０５７１５号公報参照）。
【００２９】
ＬＣＤ駆動部２４は映像変換部（ビデオコントローラ）２３から出力されたＲＧＢデジタル信号を表示デバイス２５の駆動のタイミングに合わせて出力するものである。主な処理として、表示デバイス（ＬＣＤ）２３の特性に合わせてガンマ補正を行う部分や、ＬＣＤの個体ばらつき等を反映し色むらを補正する色むら補正などを含んでいる。最終的なデジタル映像データは内蔵したＤ／Ａコンバータによってアナログ信号に変換され、表示デバイス（ＬＣＤ）２５に供給される。
【００３０】
なお、上記のガンマ補正とは、液晶パネルの非線形な入出力持性（ガンマ特性）を補正するために行うもので、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色信号の線形な階調値と、ガンマ特性を補正するための非線形な階調値との対応関係が示されたルックアップテーブル（ＬＵＴ）により、入出力特性の補正を行う。また、色むら補正とは、映像データの色むらを補正する処理であるが、映像データを補正するための色むら補正データは次のようにして得る。中間調の一様な映像、典型的にはグレーの一様な映像を投射表示し、表示された投射映像をビデオカメラで撮影したり、或いはその投射映像の輝度を輝度計で測定することにより、投射映像の色むらの分布を測定する。次に、色むらの発生している画素の映像データの調整と、調整後の映像データの投射映像に発生する色むら測定とを繰り返し行うことにより、適切な色むら補正データを求める。つまり、補正データはプロジェクタ１台１台が異なった値をもつものであり、これはその機器個体の特性に依存している。このように、機器に固有のデータであるから補正データは機器内に保存しておく。
【００３１】
表示デバイス２５は、ＬＣＤ（Liquid crystal display）を利用したもの（このＬＣＤはライトバルブと称される）や光変調素子であるＤＭＤ（Digital Micro Mirror Device テキサスインスツルメント社の登録商標）等がある。表示デバイス２５としてはどれを用いてもよいが、本実施形態においてはＬＣＤを用いた例について説明する。なお、ＬＣＤを用いたプロジェクタでも、単板式（１枚の液晶パネルを用いるもの）や３板式（Ｒ，Ｇ，Ｂに対応する３枚の液晶パネルを用いるもの）等があるが、ここでは３板式のものを用いるものとする。
【００３２】
光源３１は、持ち運び可能であり電池で動作するようなプロジェクタを考慮すると、光源部はＬＥＤ等が望ましい。特にＬＥＤ応答速度が速いため細かい調光制御が可能となる。光源（ＬＥＤ）３１の制御は、上記の調光手段３０によって行われ、例えば点滅間隔を変更したり、ＬＥＤに流す電流値を変更したりすることによって行う。光源（ＬＥＤ）３１の光は、表示デバイス２５を通過して変調され、投射レンズ３２を介してスクリーン３３に投射される。この表示デバイス２５は、３板式のものを用いているので、プリズム（図示せず）によってＲＧＢの色が合成されて投射される。なお、プロジェクタの光学系の構成については、光源３１からの光を集光し均一化する手段や、光源３１からの白色光をＲ，Ｇ，Ｂにダイクロイックミラーなどで分離する手段や、表示デバイス（ＬＣＤ）２５を通った後に合成するプリズムや、その後に実際に投射するための投射レンズ群が一般的には存在するが、本実施形態においてはそれらの構成は直接関係がないので省略しており、投射レンズ３２のみを図示している。
【００３３】
図３は図１のＤＶＤ３５に記録される映像データの説明図である。通常の映画で使用されるフィルムは２４コマ／秒で撮影されている。その素材を元にテレビ放送（ＮＴＳＣ）の３０フレーム（６０フィールド）に変換するためにはフィルムの１コマを２又は３フィールドに割り振る必要がある。２４個のコマを順次交互に、２フィールド、次は、３フィールド、２フィールド、とＮＴＳＣに変換して行く。そうすると、平均１コマは２．５フィールドに相当するので、２４×２．５＝６０となり、ＮＴＳＣ信号に変換できる。このことを２−３プルダウンと言う。このようにして得られたＮＴＳＣの映像データをＤＶＤ３５に格納した場合には、表示デバイス（ＬＣＤ）２５はプログレッシブ方式が採用されているから、インタレース信号をプログレッシブ信号に変換する必要があり、ＩＰ変換部１４はその変換処理を行う。但し、ＤＶＤ３５に格納される映画ソースは、プログレッシブ信号の形式になっており、この場合にはプログレッシブ信号に変換する処理は必要ない。
【００３４】
次に、本実施形態における特徴部分を中心に更に詳細に説明する。
ＩＰ変換部１４は、上述のように映像データをインターレース方式のものからプログレッシブ方式へ変換する処理を行うものである。例えば図３のようなインターレス信号が入力すると、それをプログレッシブ信号に変換する。この変換処理は、例えば前後のフィールド合成して走査線が倍のフレーム信号を生成することにより行われる。ＩＰ変換部１４は、ＭＰＥＧデコーダ１３によりデコードされた映像データを処理するわけであるが、ＭＰＥＧ２符号化データは、シーケンス層からブロック層まで６層の階層構成をとっており、各層ごとに復号化参照情報が付随している。この中でＩＰ変換に関係する復号化参照情報は３つある。
【００３５】
ピクチャ層にあるＲＦＦ（Repeat First Field），ＴＦＦ（Top Field first），ＰＦ（Progressive Frame)である。まず、ＲＦＦは、２−３プルダウンの３番目のフィールドに対し、１番目のフィールドを繰り返すということである。次に、ＴＦＦはフレームストラクチャの場合には、最初のフィールドが上位か下位かを示す。ＰＦはピクチャがプログレッシブであるかどうかを示す情報であり、プログレッシブのときは「１」であり、インターレースのときは「０」である。したがって、復号化参照符号がＰＦ＝１でかつＲＦＦ＝１のときには、プログレッシブ信号であり、かつ２−３プルダウンされていることを示す。なお、ＤＶＤプレーヤによる映画の映像ソースでは、ＰＦは必ず「１」に設定されている。ＩＰ変換制御部１５は上記のような復号化参照情報に基づいてＩＰ変換部１４を制御し、例えば、映画映像（復号化参照符号がＰＦ＝１でかつＲＦＦ＝１）のときには、ＲＦＦ＝０の映像データを２回出力し、ＲＦＦ＝１の映像データを３回出力するという処理を繰り返し行わせる。なお、このＩＰ変換部１４はフレームメモリ（図示せず）を用いて合成動作を行って上記のようにして映像データを出力する。
【００３６】
主映像輝度レベル算出手段４１は、ＩＰ変換部１４から出力された主映像データの輝度レベルを算出する。上記のように２．５フィールド（フレーム）に１回の映像が変わるので、２．５フィールドに１回輝度レベルをチェックすればよいため、動作周波数が１／２．５となり、消費電力を削減できる。このため、ＩＰ変換制御部１５は、最初のフレームであることと、次に、何回同じフレームが転送されるかの情報を主映像輝度レベル検出手段４３に通知するようになっている。この主映像輝度レベル算出手段４１は、最初のフレームのみをチェックし、その後に続く同じ映像データ（フレーム）に関しては無視するようになっている（動作は停止している）。また、このように同一内容のフレームが必ず複数存在するので、最初のフレームの輝度レベルを検出し、その後に続いた同じ内容のフレームについて調光制御（階調値の変換、光源の制御）を行うので、最適な調光制御が可能になっている。
【００３７】
図４は上記の輝度レベル及び調光制御のタイミングの説明図である。例えば同一のフレームが２回続く場合には（１Ｐ、１Ｐ）は、図示のように、最初のフレームの段階で輝度レベルが検出され、次のフレームの段階で調光制御が行われる。このことは他のフレームにおいても同様であり、図４の斜線部分のフレームが調光制御されているフレームである。但し、斜線部分でないフレーム（先頭の白いフレーム）についてはそれ以前に検出された輝度レベル（調光値）に基づいて調光制御がなされることになる。尚、実際に調光を行うかどうかは、ちらつき度合いなどで判断されるので行わない場合もある。本実施形態は調光の判断をする処理を低減することを目的としたものであり、上記の例のうち調光制御の部分は１例として記載するものである。
【００３８】
次に、副映像処理部１６及びＯＳＤデータ生成部１７について説明する。副映像処理部１６により得られた副映像（サブピクチャ）は、主に映像ソースに付属する字幕データであり、ＯＳＤデータ生成部１７により得られるＯＳＤデータは、機器の操作メニュー表示などのデータである。ＤＶＤビデオではオーサリングという手段により、映像や音声のマスターテープをＤＶＤビデオ規格に適合したフォーマットに変換する。字幕データはたとえば４色（青、赤、黒、白）の７２０＊４８０のＴＩＦ形式の画像ファイル等で生成され、主映像に対し視認性の高い色が選択される。主に使われるには白データであり、明るさは一番高くなっている。メニューのデータであるＯＳＤデータもまたしかりである。そこで、本実施形態においては上記のようにサブピクチャやＯＳＤデータを省いて輝度検出を行っている。
【００３９】
副映像／ＯＳＤデータ有無判別手段４２は、本発明の副映像検出手段として機能するものであり、副映像処理部１６及びＯＳＤデータ生成部１７の出力に基づいて、副映像データ又はＯＳＤデータの有無を判別して、調光値決定手段４３に出力する。調光値決定手段４３は、主映像輝度レベル算出手段４１からの出力と副映像／ＯＳＤデータ有無判別手段４２の出力とに基づいて調光値を決定して、主映像変換手段１８、副映像変換手段１９、ＯＳＤデータ変換手段２０及び調光手段３０に出力する。主映像変換手段１８、副映像変換手段１９及びＯＳＤデータ変換手段２０はそれぞれ入力した調光値に基づいて階調値変換処理等（後述）を行い、調光手段３０は光源３１の輝度を調整する。なお、調光手段としては、光源からの光を遮光板や液晶や偏光板により遮光したり、光そのものを絞ったりする方式があるが、省電力という観点からは、光源３１に印加する電圧を低くして光源３１から発する光量を抑制する方式が望ましいので、本実施形態においては、光源３１の印加電圧を調整する例について説明する。
【００４０】
図５は図１の主要部の動作を示したフローチャートである。
（Ｓ１１）ＭＰＥＧデコーダ１３は、フロントエンド部１１からのＭＰＥＧ２の映像データをデコードする。
（Ｓ１２）ＩＰ変換制御部１５は、映像信号に含まれる復号化参照情報に基づいて２−３プルダウン処理のタイミングを検出する。
（Ｓ１３）ＩＰ変換部１４は、ＩＰ変換制御部１５からの信号に基づいてデコードされた映像データを２−３プルダウン変換する。図４に示されるように、同一フレームの映像データを２回（１Ｐ、１Ｐ）、３回（２Ｐ、２Ｐ、２Ｐ）と出力していく。なお、ここではＤＶＤ３５には映画ソースが格納されているものとする。
【００４１】
（Ｓ１４）主映像輝度レベル算出手段４１は、ＩＰ変換部１４により２−３プルダウン処理された後の先頭画像について主映像平均輝度レベルを算出し、それをＬavgとして保存する。なお、先頭画像の後のリピート画像については輝度レベルの検出は行わないものとする。
（Ｓ１５）主映像輝度レベル算出手段４１は、更に、上記の先頭画像について主映像ピーク輝度レベルを算出し、それをＬppとして保存する。
（Ｓ１６）調光値決定手段４３は、主映像平均輝度レベルＬavgが或る閾値ｘ（仮に１０）を越えているかを判断し、越えていない場合には調光制御は行わない。
（Ｓ１７）調光値決定手段４３は、副映像／ＯＳＤデータ有無判別手段４２からの出力に基づいて副映像／ＯＳＤデータがあるかどうかを判断する。
【００４２】
（Ｓ１８）調光値決定手段４３は、副映像／ＯＳＤデータがないという判断をした場合には、（Ｌavg＋Ｌpp）＊Ｚ＝調光値として設定する。なお、Ｚは係数であり、例えばＺ＝０．５と設定する。但し、調光値が最小値Ｎ（例えばＮ＝２０）を下回った場合には最小値Ｎに設定している。なお、ここでは輝度レベルは０〜２５６の値をもつものとし、０は黒、２５６は白である。
（Ｓ１９）調光値決定手段４３は上記の調光値を調光手段３０に出力し、調光手段３０は入力した調光値に基づいて光源３１の印加電圧を制御して光源３１の明るさを調整する。このとき、調光値決定手段４３は主映像変換手段１８に調光値を出力せず、主映像変換手段１８は調光値に基づいた変換処理は行わない。
【００４３】
（Ｓ２０）調光値決定手段４３は、副映像／ＯＳＤデータがあるという判断をした場合には、（Ｌavg＋Ｌpp）＊Ｚ＝調光値として設定する。なお、Ｚは係数であり、例えばＺ＝０．５と設定する。但し、調光値が最小値Ｍ（例えばＭ＝１００）を下回った場合には最小値Ｍに設定する。副映像がある場合には輝度を落としすぎると、副映像と主映像とのコントラストが落ち、副映像が見づらくなる可能性があるので、調光値が最小値Ｍを下回らないようにしている。例えば光源が１００、白が１００、黒が漏れ光で１とし、コントラストが１００：１であるとすると、光源を１０にすれば、白が１０、黒が０．１となる（コントラストは同じく１００：１）。ところが、外光がある場合、例えばそれが５であるとすると、白が１５、黒が５．１となり、コントラストは２．９４：１となる。１００：１に比べて格段にコントラストが落ちてしまうことになる。そこで、上記の処理（Ｓ１８）においては調光制御に最小値Ｎを設けている。また、この処理（Ｓ２０）においては、副映像等があるので、コントラスト比を稼ぐために別の最小値Ｍを設けている。
【００４４】
（Ｓ２１）主映像変換手段１８、副映像変換手段１９及びＯＳＤデータ変換手段２０はそれぞれ変換処理を行う。主映像変換手段１８は、映像データをその階調値の最大値を上記の調光値に対応するように変換する。例えば調光値がＫであるとすると、主映像のデータをその階調値が０〜Ｋ／２５６の範囲になるように変換する。また、副映像のデータについてはその輝度レベルがＫ値を越える場合であっても、その階調値はＫ／２５６に設定する。また、調光手段３０は上記の調光値に基づいて光源３１の印加電圧を制御して光源３１の明るさを調整する。例えば調光値がＫであるとすると、その値Ｋに基づいて光源３１の印加電圧を制御する。
【００４５】
図６（ａ）〜（ｄ）は輝度レベルと調光値及び主・副映像のデータの階調値との関係を示した説明図である。これらの図において符号６０は副映像（サブピクチャ）を示している。図６（ａ）は昼（明るい）の表示画面において、平均輝度が２００／２５６、ピーク輝度が２５０／２５６、副映像（サブピクチャ）の輝度が２５６／２５６の場合には、調光値が２２５、主映像の階調値が０〜２２５／２５６の範囲に設定され、副映像（サブピクチャ）の階調値が２２５／２５６に設定される。この場合、例えば或る画素の階調値（輝度レベル）が１２５／２５６であった場合には変換後は１１２／２５６になる。図６（ｂ）は夕方の表示画面において、平均輝度が１００／２５６、ピーク輝度が１５０／２５６、副映像（サブピクチャ）の輝度が２５６／２５６の場合には、調光値が１２５、主映像の階調値が０〜１２５／２５６の範囲、副映像（サブピクチャ）の階調値が１２５／２５６に設定される。図６（ｃ）は夜（暗い）の表示画面において、平均輝度が３０／２５６、ピーク輝度が５０／２５６、副映像（サブピクチャ）の輝度が２５６／２５６の場合には、調光値が１００（上記の最小値Ｍが適用）、主映像の階調値が０〜１００／２５６の範囲、副映像（サブピクチャ）の階調値が１００／２５６に設定される。図６（ｄ）は副映像（サブピクチャ）がない表示画面において、平均輝度が３０／２５６、ピーク輝度が５０／２５６の場合には、調光値が４０、主映像の階調値が０〜４０／２５６の範囲に設定される。
【００４６】
上記の主映像変換手段１８、副映像変換手段１９及びＯＳＤデータ変換手段２０において変換処理された映像データは、映像合成部／切替部２２において合成されて、映像変換部２３においてガンマ補正等の処理がなされ、更にＬＣＤ駆動部２４により表示デバイス（ＬＣＤ）３２が駆動されて映像データに対応した画像が生成され、光源３１からの光は表示デバイス（ＬＣＤ）３２を透過して変調され、投射レンズ３２を介して拡大してスクリーン３３に投射されて画像が表示される。
【００４７】
以上のように本実施形態においては、ＤＶＤプレーヤを実質的に内蔵したことにより機能の統合化が図られ、各処理の最適化を図ることで細かいパワーセーブを行うことが可能になっており、ＰＣのように電池で動作することが可能になっている。このため、ホテル等のＡＣ電源の配置に限りがある場所においても動作させることことができる。また、ＤＶＤプレーヤの出力をアナログ信号に変換せずに処理するようにしたので、信号変換に伴う映像信号の劣化が避けられる。また、フロントプロジェクタの構成を採用したことにより小型化が可能になっており、持ち運びが簡単になっている。
【００４８】
また、本実施形態においては、主映像データの輝度レベルを検出するようにしており、副映像データやＯＳＤデータの影響を排除することが可能になっており、正確な検出が可能になっている。また、輝度レベルの検出を２．５フレーム毎に行うようにしており、フレーム毎に行わずに済んでおり、ちらつきなどの発生が少なくなり、また、消費電力の抑制が可能になっている。また、輝度レベルを検出したのと同じ内容のフレームについて調光制御を行うことができるので、調光制御が１フレーム分ずれたりするような不都合がなくなっており、適切な調光制御が可能になっている。
【００４９】
また、主映像データの輝度レベルに基づいて光源を制御するようにしているので、低電力化が実現されている。一般的にプロジェクタで一番電力を消費するのは光源であり、この光源の輝度をダイナミックに落とすことで、低電力化を実現している。
【００５０】
実施形態２．
なお、上記の実施形態において例えば図３（ａ）では平均輝度が２００／２５６、ピーク輝度が２５０／２５６、副映像の輝度が２５６／２５６の場合には、調光値を２２５、主映像の階調値を０〜２２５／２５６の範囲に設定し、副映像の階調値を２２５／２５６に設定した例について説明したが、平均輝度或る基準値を越えるような場合、例えば平均輝度が２２０を越えた場合には調光値を２５６、階調値を０〜２５６／２５６の範囲で変換するようにしてもよい。
【００５１】
また、上記の実施形態においては、副映像をよく使用されている全白を前提として説明しているが、仮に白以外の色を利用していても、コントラストを稼ぐよう調光値の最小値に限界を設けたので副映像が見にくくなることはない。更に複雑な処理を行うと、例えば副映像とＯＳＤデータの色や輝度レベルを検出し、それを調光値決定手段４３に反映させるようにすれば、より的確な処理を行うことも可能である。なお、ここでは副映像等を調光値の決定に反映させているが、この場合には副映像等であることを認識してデータ処理を行うので、従来のように主映像と副映像とが合成された状態の映像データの輝度レベルを検出するのとは技術的な意義は異なる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る映像再生装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１の映像再生装置の外観図。
【図３】２−３プルダウンの説明図。
【図４】輝度レベルの検出と調光制御のタイミングの説明図。
【図５】図１の主要部の動作を示したフローチャート。
【図６】輝度と調光値及び主・副映像の階調値との関係を示した説明図。
【符号の説明】
１０映像再生装置、１１フロントエンド部、１２オーディオ処理部、１３ＭＰＥＧデコーダ、１４ＩＰ変換部、１５ＩＰ変換制御部、１６副映像処理部、１７ＯＳＤデータ生成部、１８主映像変換手段、１９副映像変換手段、２０ＯＳＤデータ変換手段、２１クロマデコーダ、２２映像合成部／切替部、２３映像変換部、２４ＬＣＤ駆動部、２５表示デバイス、３０調光手段、３１光源、３２投射レンズ、３３スクリーン、３６音声入力端子、３７スピーカ、３８映像入力端子、４１主映像輝度レベル算出手段、４２副映像／ＯＳＤデータ有無判別手段、４３調光値決定手段。

Claims

ＤＶＤプレーヤを内蔵した表示装置であって、
前記ＤＶＤプレーヤは、
記録媒体に格納された少なくとも主映像信号と、メニュー及び字幕の少なくとも何れかを含む副映像信号とをそれぞれ分離して取り出すフロントエンド部と、
前記主映像信号をデコードするデコーダとを備え、
前記表示装置は、
光源と、
前記光源から供給される照明光を映像信号に基づいて変調する光変調手段と、
前記フロントエンド部にて分離され前記デコーダにてデコードされた前記主映像信号の輝度レベルを算出する輝度レベル算出手段と、
前記輝度レベル算出手段により算出された輝度レベルに基づいて前記光源から供給される光量を調節する調光手段と、
前記輝度レベル算出手段により算出された輝度レベルに基づいて映像信号の階調値を変換する映像信号変換手段と
を備えたことを特徴とするＤＶＤプレーヤを内蔵した表示装置。
前記輝度レベル算出手段により算出された輝度レベルに基づいて調光値を決定する調光値決定手段を備え、前記調光手段は前記調光値に基づいて前記光源から供給される光量を調節し、前記映像信号変換手段は前記調光値に基づいて映像信号の階調値を変換することを特徴とする請求項１記載のＤＶＤプレーヤを内蔵した表示装置。
前記映像信号変換手段は、前記調光値決定手段の調光値に基づいて主映像信号の階調値を変換する主映像変換手段を備えたことを特徴とする請求項２記載のＤＶＤプレーヤを内蔵した表示装置。
前記映像信号変換手段は、前記調光値決定手段の調光値に基づいて副映像信号の階調値を変換する副映像変換手段を備えたことを特徴とする請求項２又は３記載のＤＶＤプレーヤを内蔵した表示装置。
前記映像信号変換手段は、前記調光値決定手段の調光値に基づいてＯＳＤ信号の階調値を変換するＯＳＤデータ変換手段を備えたことを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載のＤＶＤプレーヤを内蔵した表示装置。
前記映像信号に付加されている復号化参照情報に基づいて、前記映像信号が２−３プルダウンされたものであるかどうかを認識するとともに、同一画面の映像が複数回続く場合の最初の画面のタイミングで指令信号を出力する画像認識手段を備え、前記輝度レベル算出手段は、前記画像認識手段から前記指令信号を入力したタイミングで輝度レベルの算出を行うことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のＤＶＤプレーヤを内蔵した表示装置。
前記輝度レベル算出手段は、１フレーム分の主映像信号の平均輝度と最大値とをそれぞれ算出することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のＤＶＤプレーヤを内蔵した表示装置。
前記調光値決定手段は、前記輝度レベル算出手段からの１フレーム分の主映像信号の平均輝度と最大値とに基づいて調光値を決定することを特徴とする請求項７記載のＤＶＤプレーヤを内蔵した表示装置。
主映像信号と合成されることとなる前記副映像信号及び前記ＯＳＤ信号の少なくも何れ一方が映像信号に含まれているかどうかを検出する副映像検出手段を備え、前記調光値決定手段は、前記副映像検出手段の検出出力の有無に基づいて調光値の決定方法を変更することを特徴とする請求項２〜８の何れかに記載のＤＶＤプレーヤを内蔵した表示装置。
前記調光値決定手段は、前記副映像検出手段からの検出出力が有る場合に、輝度レベルが第１の基準値Ｍに満たない場合には、前記調光値を前記第１の基準値Ｍに設定することを特徴とする請求項９記載のＤＶＤプレーヤを内蔵した表示装置。
前記調光値決定手段は、前記副映像検出手段からの検出出力が無い場合に、輝度レベルが第２の基準値Ｎ（但し、Ｎ＜Ｍ）に満たない場合には、調光値を前記第２の基準値Ｎに設定することを特徴とする請求項９又は１０記載のＤＶＤプレーヤを内蔵した表示装置。
前記輝度レベル算出手段は前記デコーダの出力信号に基づいて輝度レベルを算出することを特徴とする請求項１記載のＤＶＤプレーヤを内蔵した表示装置。
前記映像信号変換手段により階調値が変換された主映像信号に階調値が変換された副映像信号を合成し、又は階調値が変換された主映像信号と階調値が変換された副映像信号及びＯＳＤ信号を合成し、合成後の前記映像信号に基づいて前記光変調手段を変調させる映像合成手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のＤＶＤプレーヤを内蔵した表示装置。
前記光変調手段により調光された光源からの照明光をスクリーンに照射させて拡大表示させる光学手段を備え、フロントプロジェクタを構成したことを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載のＤＶＤプレーヤを内蔵した表示装置。