JP4114466B2 - 画像表示装置及び画像表示方法並びに投射型表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、字幕表示の行われる画像表示装置及び画像表示方法並びに投射型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、字幕表示される画像では、背景となる画像の明るさに依らず、字幕部の輝度は一定とされている。このため、特に暗い映画（シーン）では、字幕がまぶしすぎることがあった。
従来、表示画像の内容に応じてモニターのコントラストやバックライトの光量を調整して画像の明るさを調整する技術としては、例えば特許文献１に開示されるようなものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１２７６０８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の画像表示方法では、画像信号に応じて表示面全体の照明光量やコントラストが一括で調整されるため、画像の明るさに応じて画像の特定の表示領域である字幕部分の明るさやコントラストを調整することはできない。このため、背景画像に比べて字幕部分の明るさが際立ち、映像雰囲気を損なう場合があった。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、映像雰囲気を損なうことなく見やすい字幕表示を可能にした画像表示装置及び投射型表示装置並びに画像表示方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の画像表示装置は、字幕を含む画像の表示階調を調整する画像表示装置であって、上記画像の単位時間当たりの明るさに適応して上記字幕の明るさが調整されることを特徴とする。
本構成によれば、字幕の背景となる画像の明るさに応じて字幕の明るさを適宜調整し、背景画像と字幕とのコントラストを最適に調整できる。このため、字幕が見やすくなり、又、薄暗い画像の中で字幕だけが目立って画像の雰囲気を損なうことも少ない。
【０００６】
ここで、単位時間当たりの画像の明るさは、例えば単位時間当たりの画像信号の平均階調（即ち、単位時間当たりの画像の平均輝度）や最大階調或いは階調の最頻値等により判断することができる。また、画像の明るさを画像信号の平均階調によって判断する場合、対象となる画像信号を特定の階調範囲の信号に限定することも可能である。例えば、画像信号の最大階調から一定の階調範囲（例えば１０％）の画像信号を除いたものについて、平均階調を算出してもよい。勿論最小階調（０階調）から一定の階調範囲の画像信号を除いたものについて、平均階調を算出することも可能である。
また、明るさを判断する基準となる単位時間は、例えば１フレーム或いは複数フレーム等、任意に設定することができる。
【０００７】
具体的には、本発明の画像表示装置は、字幕を含む画像の表示階調範囲を調整する画像表示装置であって、上記画像の単位時間当たりの平均輝度を算出する画像解析部と、上記画像信号から字幕部分の画像信号を抽出する文字抽出部と、上記平均輝度の低下に伴って、上記字幕部分の輝度を低下させる文字階調調整部とを備えたことを特徴とする。或いは、本発明の画像表示装置は、字幕部分の画像信号が背景となる画像信号から分離された画像の表示階調範囲を調整する画像表示装置であって、上記画像の単位時間当たりの平均輝度を算出する画像解析部と、上記平均輝度の低下に伴って、上記字幕部分の輝度を低下させる文字階調調整部とを備えたことを特徴とする。或いは、本発明の画像表示装置は、字幕を含む画像の表示階調を調節する画像表示装置であって、光源から入射した光を変調するライトバルブと、入力された画像信号から字幕部分を除く有効表示エリアの画像の明るさを検出すると共に、前記有効表示エリアの画像の明るさに基づいて画像信号の伸張パラメータを抽出し、前記伸張パラメータに基づいて調光制御信号を決定する画像解析部と、前記伸張パラメータに基づいて画像信号に伸張処理を施すライトバルブドライバと、前記調光制御信号に基づいて前記ライトバルブに入射する光の光量を調節する調光素子と、を備えたことを特徴とする。
本構成によれば、字幕の背景となる画像が暗くなった場合には字幕もそれに応じて暗く表示されるため、背景画像と字幕とのコントラストが大きくなりすぎることがなく、字幕を見やすくすることができる。また、薄暗い画像の中で字幕だけが目立って画像の雰囲気を損なうことも少ない。
【０００８】
なお、文字階調調整部では、上述した画像の平均輝度の単位時間あたりの変化が所定の範囲内である場合に、字幕部分の輝度を変化させないようにしてもよい。
本構成では、画像の平均輝度の変化が所定範囲内である場合に字幕部分の輝度変化を規制されるため、字幕のちらつきを防止することができる。また、例えば画像の平均輝度が表示可能な最大階調付近である場合には、字幕部分を最大階調としても字幕と画像とのコントラストは小さいため、字幕は見づらい。そのため、画像の平均輝度が最大階調近傍の所定の範囲内にある場合には、字幕部分の階調を最大階調とすることで、字幕部分の視認性が極力損なわれないようにすることができる。
【０００９】
また、本発明の画像表示方法は、字幕を含む画像の表示階調範囲を調整する画像表示方法であって、上記画像の単位時間当たりの平均輝度を算出するステップと、上記画像信号から字幕部分の画像信号を抽出するステップと、上記平均輝度の低下に伴って上記字幕部分の輝度を低下させるステップとを備えたことを特徴とする。或いは、本発明の画像表示方法は、字幕部分の画像信号が背景となる画像信号から分離された画像の表示階調範囲を調整する画像表示方法であって、上記画像の単位時間当たりの平均輝度を算出するステップと、上記平均輝度の低下に伴って上記字幕部分の輝度を低下させるステップとを備えたことを特徴とする。或いは、本発明の画像表示方法は、字幕を含む画像の表示階調を調節する画像表示方法であって、字幕部分を除く有効表示エリアの画像の明るさに基づいて伸張パラメータを抽出し、前記伸張パラメータに基づいてライトバルブにより前記画像信号の伸張処理を行うと共に、前記伸張パラメータに基づいて調光制御信号を決定し、前記調光制御信号に基づいて調光素子により前記ライトバルブに入射する光の光量を調節することを特徴とする。
本方法によれば、見やすく、映像雰囲気を損なわない字幕表示が可能となる。
【００１０】
また、本発明の投射型表示装置は、字幕を含む画像の表示階調範囲を調整する投射型表示装置であって、上記画像の単位時間当たりの平均輝度を算出する画像解析部と、上記画像信号から字幕部分の画像信号を抽出する文字抽出部と、上記平均輝度の低下に伴って、上記字幕部分の輝度を低下させる文字階調調整部とを備えたことを特徴とする。或いは、字幕部分の画像信号が背景となる画像信号から分離された画像の表示階調範囲を調整する投射型表示装置であって、上記画像の単位時間当たりの平均輝度を算出する画像解析部と、上記平均輝度の低下に伴って、上記字幕部分の輝度を低下させる文字階調調整部とを備えたことを特徴とする。或いは、本発明の投射型表示装置は、字幕を含む画像の表示階調を調節する投射型表示装置であって、光源と、前記光源から入射した光を変調するライトバルブと、入力された画像信号から字幕部分を除く有効表示エリアの画像の明るさを検出すると共に、前記有効表示エリアの画像の明るさに基づいて画像信号の伸張パラメータを抽出し、前記伸張パラメータに基づいて調光制御信号を決定する画像解析部と、前記伸張パラメータに基づいて画像信号に伸張処理を施すライトバルブドライバと、前記調光制御信号に基づいて前記ライトバルブに入射する光の光量を調節する調光素子と、を備えたことを特徴とする。
本構成によれば、画像表示装置により背景画像と字幕とのコントラストが適切に調整されるため、見やすく、映像雰囲気を損なわない字幕表示が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、図１〜図４を参照しながら本発明の第１実施形態に係る投射型表示装置について説明する。図１は本実施形態の投射型表示装置の全体構成を示す概略図、図２は本投射型表示装置の駆動回路の機能的な構成を示すブロック図、図３，図４はいずれもその駆動方法を説明するための図である。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の投射型表示装置は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型液晶ライトバルブ２２〜２４を備えた３板式の投射型カラー液晶表示装置であり、光源２，フライアイレンズ３，４，偏光変換装置４ｄを有する照明装置１と、ダイクロイックミラー１３，１４，反射ミラー１５〜１７，レンズ１８〜２０，液晶ライトバルブ２２〜２４，クロスダイクロイックプリズム２５を有する色分離合成系３０と、投射レンズ２６を有する投射光学系４０とを備えて構成されている。
【００１３】
光源２は高圧水銀ランプ或いはメタルハライドランプ等のランプ７とランプ７の光を反射するリフレクタ８とから構成されている。また、光源光の照度分布を被照明領域である液晶ライトバルブ２２，２３，２４において均一化させるための均一照明手段として、光源２側から第１フライアイレンズ３、第２フライアイレンズ４が順次設置されている。各フライアイレンズ３，４は、複数（本実施形態では例えば６×８個）のレンズ９，１０から構成されている。そして、光源２から射出された光は、フライアイレンズ３，４によって被照明領域である液晶ライトバルブ２２〜２４において照度分布を均一化されるようになっている。
【００１４】
偏光変換装置４ｄは、均一照明手段側に設けられた偏光ビームスプリッタアレイ（ＰＢＳアレイ）と、ＰＢＳアレイによって反射された偏光の偏光方向を変換する１／２波長板アレイとから構成され、光源光の光強度を損なうことなく光の偏光方向を一方向に揃えるようになっている。
【００１５】
ダイクロイックミラー１３，１４は、例えばガラス表面に誘電体多層膜を積層したもので、所定の色光を選択的に反射し、それ以外の波長の光を透過するようになっている。すなわち、青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー１３は、光源２からの光束のうちの赤色光ＬＲを透過させるとともに、青色光ＬＢと緑色光ＬＧとを反射するようになっている。また、緑色光反射のダイクロイックミラー１４は、ダイクロイックミラー１３で反射された青色光ＬＢと緑色光ＬＧの内、青色光ＬＢを透過し緑色光ＬＧを反射するようになっている。
【００１６】
これにより、照明装置１から入射された光の内、赤色光ＬＲはダイクロイックミラー１３を透過した後、反射ミラー１７で反射され、赤色光用ライトバルブ２２に入射される。緑色光ＬＧはダイクロイックミラー１４に反射されて緑色光用ライトバルブ２３に入射される。青色光ＬＢはダイクロイックミラー１４を透過した後、リレーレンズ１８、反射ミラー１５、リレーレンズ１９、反射ミラー１６、リレーレンズ２０からなるリレー系２１を経て、青色光用ライトバルブ２４に入射されるようになっている。
【００１７】
ライトバルブ２２〜２４は、例えばアクティブマトリクス型の透過型液晶装置として構成され、信号処理された画像信号ＶＳ′に基づいて後述のライトバルブドライバ５４により駆動されるようになっている。そして、各ライトバルブ２２〜２４で変調された色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢは、クロスダイクロイックプリズム２５に入射されるようになっている。
クロスダイクロイックプリズム２５は、直角プリズムが貼り合わされた構造となっており、その内面に赤色光ＬＲを反射するミラー面と青色光ＬＢを反射するミラー面とが十字状に形成されている。そして、三つの色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢがこれらのミラー面によって合成されてカラー画像を表わす光が形成された後、投射レンズ２６によりスクリーン２７上に拡大投射されるようになっている。
【００１８】
次に、本投射型表示装置の駆動回路について説明する。
図２に示すように、本駆動回路は、画像解析部５１，文字抽出部５２，文字階調調整部５３，ライトバルブドライバ５４を備えて構成されている。
画像解析部５１は、入力される画像信号ＶＳ１を解析して有効表示エリアの明るさを検出するもので、例えば画像信号ＶＳ１に基づいて、、有効表示エリアにおける単位時間（例えば１フレーム）当たりの画像信号ＶＳ１の階調の平均値（平均輝度）ＡＰＬを算出するようになっている。有効表示エリアとして明るさが検出されるエリアは画面全体、または画面の中央付近だけであっても構わない。
【００１９】
文字抽出部５２は、画像信号ＶＳ１から文字情報（字幕部分の画像信号）Ｃ１を抽出するためのもので、例えば輪郭抽出法等の方法により文字情報Ｃ１を、背景となる画像信号ＶＳ１から分離するようになっている。通常、字幕は表示領域中の右端部や左端部，或いは下端部等の特定の領域（字幕領域）に表示されるようになっているため、このような字幕領域で輪郭のエッジの立った部分（即ち、隣接する画像に比べて階調変化が大きく、際立って明るくなっている部分）を抽出することで字幕部分を画像信号から抽出することができる。
【００２０】
文字階調調整部５３は、画像解析部５１により算出された平均輝度ＡＰＬに基づいて字幕部分の画像の階調を調整するようになっている。つまり、図３に示すように、有効表示エリアの平均輝度ＡＰＬが最大階調値のＢ１％以上であれば、字幕部分の階調を最大階調値に設定し、平均輝度ＡＰＬが最大階調値のＢ１％以下であれば、字幕部分の階調を平均輝度ＡＰＬの低下に伴って直線的に低下させるようになっている。また、平均輝度ＡＰＬが０％付近である場合（即ち、背景が略黒色である場合）には、字幕と背景画像とのコントラストが１０：１以上となるように字幕部分の階調を最大階調値のＢ０％の値に設定する。
【００２１】
このような駆動回路に画像信号ＶＳ１が入力されると、画像解析部５１により、１フレーム当たりの画像の平均輝度ＡＰＬが算出される。また同時に、画像信号ＶＳは文字抽出部５２に入力され、字幕領域の文字情報Ｃ１が抽出される。
この文字情報Ｃ１は、画像の平均輝度ＡＰＬが表示可能な最大階調値（例えば２５５階調）のＢ１％以上であれば、その輝度が最大階調値（例えば２５５階調）に設定される。一方、平均輝度ＡＰＬがＢ１％未満である場合には、図３に示すグラフに基づいて、その階調が調整される。
そして、明るさが調整された字幕領域の文字情報Ｃ１′は、背景画像と合成されて新たな画像信号ＶＳ１′として出力され、ライトバルブドライバ５４を介してライトバルブ２２〜２４に供給される。
【００２２】
したがって、本実施形態の投射型表示装置によれば、文字階調調整部５３により、背景画像が明るい場合には字幕の明るさは最大階調近傍に維持され、背景画像が暗い場合には字幕の明るさは背景画像の階調変化に応じて低下されるため、背景画像と字幕部分とのコントラストが大きくなりすぎることがなく、字幕を見やすくすることができる。また、薄暗い画像の中で字幕だけが目だって画像の雰囲気を損なうことも少ない。
【００２３】
また、本投射型表示装置では、背景となる画像の平均輝度ＡＰＬが最大輝度近傍のである場合に、字幕部分の明るさが一定に維持されるため、明るい画像において字幕表示を見やすくすることができる。つまり、画像の平均輝度ＡＰＬが最大階調近傍である場合には、字幕部分を最大階調としても字幕と背景画像とのコントラストは小さいため、字幕は見づらい。そのため、画像の平均輝度ＡＰＬが最大階調近傍の所定範囲内（最大階調値のＢ１％以上）にある場合に字幕を最大階調値に固定することで、字幕部分の視認性が極力損なわないようにすることができる。
【００２４】
［第２実施形態］
次に、図４を参照しながら本発明の第２実施形態に係る投射型表示装置の駆動回路について説明する。なお、本実施形態の投射型表示装置の全体構成については図１に示した上記第１実施形態のものと同様であるため、その説明を省略する。また、図３を適宜流用して説明する。
【００２５】
図４に示すように、本実施形態の駆動回路は、画像解析部５１′，文字階調調整部５３′，ライトバルブドライバ５４を備えて構成されている。
画像解析部５１′は、入力される画像信号ＶＳを解析して有効表示エリアの明るさを検出するもので、例えば画像信号ＶＳ２に基づいて、有効表示エリアにおける１フレーム内の画像信号ＶＳ２の階調の平均値（平均輝度）ＡＰＬを算出するようになっている。
【００２６】
文字階調調整部５３′には、外部信号として文字情報Ｃ２が入力されるようになっており、文字階調調整部５３′は、画像解析部５１′で算出された平均輝度ＡＰＬに基づいて文字情報Ｃ２の階調を調整するようになっている。この階調の調整方法に関しては、図３に示した上記第１実施形態のものと同様であるため、その説明を省略する。
【００２７】
このような駆動回路に画像信号ＶＳ２と文字情報Ｃ２とが入力されると、まず、画像信号ＶＳ２に基づいて画像解析部５１′により１フレーム当たりの平均輝度ＡＰＬが算出される。また、文字情報Ｃ２は背景となる画像信号ＶＳ２の平均輝度ＡＰＬに基づいて文字階調調整部５３′により階調を調整される。
そして、明るさが調整された文字情報Ｃ２′と、背景画像ＶＳ２とが合成されて新たな画像信号ＶＳ２′として出力され、ライトバルブドライバ５４を介してライトバルブ２２〜２４に供給される。
【００２８】
したがって、本実施形態の投射型表示装置でも上記第１実施形態と同様に、字幕の明るさを背景画像の明るさに応じて適切に変化させて、字幕と背景画像とのコントラストを一定範囲内に抑えることができる。これにより、映像の雰囲気を損なうことなく、字幕も見やすくすることができる。
【００２９】
［第３実施形態］
次に図５〜図７を参照しながら本発明の第３実施形態に係る投射型表示装置について説明する。図５は本実施形態の投射型表示装置の全体構成を示す概略図、図６，図７はいずれも本投射型表示装置の駆動回路の機能的な構成を示すブロック図である。なお、上記第１実施形態と同様の部位については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００３０】
図５に示すように、本実施形態の投射型表示装置は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型液晶ライトバルブ２２〜２４を備えた３板式の投射型カラー液晶表示装置であり、上記第１実施形態の構成において偏光変換装置４ｄと色分離合成系３０との間に調光素子５を設けた構成となっている。この調光素子５は、例えば液晶装置からなり、後述の調光素子ドライバからの駆動信号により透過率が変更されるようになっている。
【００３１】
次に、本投射型表示装置の駆動回路について説明する。
図６に示すように、本駆動回路は、画像解析部５１′′，画像処理部５５，ライトバルブドライバ５４，調光素子ドライバ５６を備えて構成されている。
【００３２】
画像解析部５１′′は、入力される画像信号ＶＳ３を解析して有効表示エリアの明るさを検出するもので、図７に示すように、ヒストグラム作成部５１１，パラメータ抽出部５１２，比較部５１３，メモリ５１４を備えて構成されている。
【００３３】
ヒストグラム作成部５１１は、１フレームに含まれる画像信号の階調毎のヒストグラム（出現度数分布）を作成し、また１フレーム内の画像信号ＶＳ３の階調の平均値（平均輝度）ＡＰＬを算出するようになっている。ヒストグラム作成部５１１には、外部信号として水平・垂直同期信号ＣＬＫと、字幕情報を含む画像信号ＶＳ３とが入力されるようになっている。
【００３４】
パラメータ抽出部５１２は、ヒストグラム作成部５１１により作成されたヒストグラムに基づいて、画像処理部５５での画像処理パラメータとなる伸長パラメータχを抽出するようになっている。そして、この伸長パラメータχは比較部５１３に出力された後、メモリ５１４に格納されるようになっている。
【００３５】
比較部５１３は、パラメータ抽出部５１２で抽出された伸長パラメータχを１つ前のフレームの画像信号の伸長パラメータと比較し、画像の伸長係数を更新するようになっている。つまり、比較部５１３では、まずメモリ５１４に格納されている１つ前のフレームの画像信号の伸長パラメータχ（ｔ−１）を読み出し、このパラメータ抽出部５１２で新たに抽出された伸長パラメータχ（ｔ）と比較する。そして、χ（ｔ）がχ（ｔ−１）よりも大きい場合には、このχ（ｔ）に単位フィールド当たりの係数変化量Δを加算した値を伸長係数としてライトバルブドライバ５４に出力する。逆に、χ（ｔ）がχ（ｔ−１）よりも小さい場合には、このχ（ｔ）に上記係数変化量Δを減算した値を伸長係数として出力するようになっている。
【００３６】
また、比較部５１３では、パラメータ抽出部５１２で抽出された伸長パラメータχに基づいて調光制御信号を決定、出力するようになっている。この調光制御信号は、例えば画像信号が伸長された場合（即ち、伸長係数が増大した場合）には光源２からの照明光の透過光量が減るように画像信号が信号の大きさが設定され、調光素子ドライバ５６を介して調光素子５に供給されるようになっている。
【００３７】
画像処理部（伸長処理部）５５は、画像解析部５１′′から出力された伸長係数に基づいて画像信号ＶＳ３に伸長処理を施すようになっている。そして、画像処理部５５で伸長処理された画像ＶＳ３′はライトバルブドライバ５４を介してライトバルブ２２〜２４に供給されるようになっている。
【００３８】
このような駆動回路に画像信号ＶＳ３が入力されると、まず、ヒストグラム作成部５１１により、１フレームに含まれる画像信号の階調毎のヒストグラムが作成される。そして、パラメータ抽出部５１２により、このヒストグラムから伸長パラメータχが抽出され、比較部５１３により伸長係数が決定される。そして、画像処理部５５は、この伸長係数に基づいて画像信号ＶＳ３を伸長処理し、伸長処理された新たな画像信号ＶＳ３′に基づいてライトバルブ２２〜２４を駆動制御する。また、比較部５１３では、上述のヒストグラムに基づいて画像信号ＶＳ３の平均輝度ＡＰＬが算出され、調光制御信号が設定される。そして、画像解析部５１′′はこの調光制御信号に基づいて調光素子５を駆動制御し、調光素子５の透過光量を変化させる。
【００３９】
したがって、本実施形態の投射型表示装置によれば、表示画像の明るさ範囲を拡張しつつ、滑らかな階調表現を実現することができる。また、本実施形態では、調光素子５によって画像の明るさが調整される結果、もともと階調が一定であった字幕部分の明るさも調整されるため、背景画像画像と字幕とのコントラストが大きくなりすぎることはない。これにより、本実施形態でも、見やすく、映像雰囲気を損なわない字幕表示が可能となる。
【００４０】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上記第１或いは第２実施形態では、字幕部分の明るさを背景画像の平均輝度ＡＰＬに対して直線的に変化させるようにしているが、字幕部分の明るさは背景画像の明るさの低下に伴って低下されればよく、上述のような直線的な変化に限定されず曲線的な変化でもよい。また、図８に示すように、字幕部分の明るさの変化を階段状とし、平均輝度ＡＰＬの変化がΔＢの範囲内である場合に、字幕部分の明るさを変化させないようにしてもよい。この場合、所定範囲ΔＢ内の平均輝度ＡＰＬの変化に対して字幕部分の輝度変化が規制されるため、字幕部分のちらつきが少なくなる。
【００４１】
また、背景画像が黒表示（背景画像の階調の平均値が最大階調値の０％近傍）である場合の字幕と背景画像とのコントラストは、１０：１に限定されず、字幕が見易くなるように適当な値に設定できる。
【００４２】
また、画像の平均輝度ＡＰＬに基づいて字幕の明るさを設定しているが、本発明はこれに限らず、有効表示エリアにおける画像信号の最大階調や、階調の最頻値等、画像の明るさを特徴付ける階調値に基づいて字幕の明るさ（階調）を設定することも可能である。また、画像信号の平均階調により画像の明るさを判断する場合であっても、平均演算を行なう対象となる画像信号を特定の階調範囲の信号に限定することも可能である。例えば、画像信号の最大階調から一定の階調範囲（例えば１０％）の画像信号を除いたものについて、平均階調を算出してもよい。勿論、最小階調（０階調）から一定の階調範囲の画像信号を除いたものについて、平均階調を算出することも可能である。
【００４３】
さらに、上記各実施形態では、画像解析部において１フレーム当たりの平均輝度ＡＰＬを求めるようになっているが、このような平均輝度ＡＰＬを算出する単位時間は１フレームに限定されず、例えば複数フレーム或いは複数フィールド等、任意に設定することができる。
【００４４】
また、上記の各実施形態では、光変調装置として透過型液晶ライトバルブ２２〜２４を用いた例を挙げたが、反射型液晶ライトバルブやＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を適用することも可能である。
さらに、本発明は投射型表示装置に限定されず、ＣＲＴ，液晶ディスプレイ，ＰＤＰ等、種々の画像表示装置に対して適用することができ、上述した各実施形態の駆動回路を備えることで上述の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係る投射型表示装置の全体構成図である。
【図２】 同、投射型表示装置の駆動回路構成を示すブロック図である。
【図３】 同、駆動方法を説明するための図である。
【図４】 本発明の第２実施形態に係る駆動回路の機能ブロック図である。
【図５】 本発明の第３実施形態に係る投射型表示装置の全体構成図である。
【図６】 同、投射型表示装置の駆動回路構成を示すブロック図である。
【図７】 同、投射型表示装置の駆動回路構成を示すブロック図である。
【図８】 他の駆動方法を説明するための図である。
【符号の説明】
５１，５１′ 画像解析部、 ５２ 文字抽出部、 ５３，５３′ 文字階調調整部、 ４０ 投射光学系、 ＶＳ１〜ＶＳ３ 画像信号、Ｃ１，Ｃ２ 文字情報
【発明の属する技術分野】
本発明は、字幕表示の行われる画像表示装置及び画像表示方法並びに投射型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、字幕表示される画像では、背景となる画像の明るさに依らず、字幕部の輝度は一定とされている。このため、特に暗い映画（シーン）では、字幕がまぶしすぎることがあった。
従来、表示画像の内容に応じてモニターのコントラストやバックライトの光量を調整して画像の明るさを調整する技術としては、例えば特許文献１に開示されるようなものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１２７６０８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の画像表示方法では、画像信号に応じて表示面全体の照明光量やコントラストが一括で調整されるため、画像の明るさに応じて画像の特定の表示領域である字幕部分の明るさやコントラストを調整することはできない。このため、背景画像に比べて字幕部分の明るさが際立ち、映像雰囲気を損なう場合があった。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、映像雰囲気を損なうことなく見やすい字幕表示を可能にした画像表示装置及び投射型表示装置並びに画像表示方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の画像表示装置は、字幕を含む画像の表示階調を調整する画像表示装置であって、上記画像の単位時間当たりの明るさに適応して上記字幕の明るさが調整されることを特徴とする。
本構成によれば、字幕の背景となる画像の明るさに応じて字幕の明るさを適宜調整し、背景画像と字幕とのコントラストを最適に調整できる。このため、字幕が見やすくなり、又、薄暗い画像の中で字幕だけが目立って画像の雰囲気を損なうことも少ない。
【０００６】
ここで、単位時間当たりの画像の明るさは、例えば単位時間当たりの画像信号の平均階調（即ち、単位時間当たりの画像の平均輝度）や最大階調或いは階調の最頻値等により判断することができる。また、画像の明るさを画像信号の平均階調によって判断する場合、対象となる画像信号を特定の階調範囲の信号に限定することも可能である。例えば、画像信号の最大階調から一定の階調範囲（例えば１０％）の画像信号を除いたものについて、平均階調を算出してもよい。勿論最小階調（０階調）から一定の階調範囲の画像信号を除いたものについて、平均階調を算出することも可能である。
また、明るさを判断する基準となる単位時間は、例えば１フレーム或いは複数フレーム等、任意に設定することができる。
【０００７】
具体的には、本発明の画像表示装置は、字幕を含む画像の表示階調範囲を調整する画像表示装置であって、上記画像の単位時間当たりの平均輝度を算出する画像解析部と、上記画像信号から字幕部分の画像信号を抽出する文字抽出部と、上記平均輝度の低下に伴って、上記字幕部分の輝度を低下させる文字階調調整部とを備えたことを特徴とする。或いは、本発明の画像表示装置は、字幕部分の画像信号が背景となる画像信号から分離された画像の表示階調範囲を調整する画像表示装置であって、上記画像の単位時間当たりの平均輝度を算出する画像解析部と、上記平均輝度の低下に伴って、上記字幕部分の輝度を低下させる文字階調調整部とを備えたことを特徴とする。或いは、本発明の画像表示装置は、字幕を含む画像の表示階調を調節する画像表示装置であって、光源から入射した光を変調するライトバルブと、入力された画像信号から字幕部分を除く有効表示エリアの画像の明るさを検出すると共に、前記有効表示エリアの画像の明るさに基づいて画像信号の伸張パラメータを抽出し、前記伸張パラメータに基づいて調光制御信号を決定する画像解析部と、前記伸張パラメータに基づいて画像信号に伸張処理を施すライトバルブドライバと、前記調光制御信号に基づいて前記ライトバルブに入射する光の光量を調節する調光素子と、を備えたことを特徴とする。
本構成によれば、字幕の背景となる画像が暗くなった場合には字幕もそれに応じて暗く表示されるため、背景画像と字幕とのコントラストが大きくなりすぎることがなく、字幕を見やすくすることができる。また、薄暗い画像の中で字幕だけが目立って画像の雰囲気を損なうことも少ない。
【０００８】
なお、文字階調調整部では、上述した画像の平均輝度の単位時間あたりの変化が所定の範囲内である場合に、字幕部分の輝度を変化させないようにしてもよい。
本構成では、画像の平均輝度の変化が所定範囲内である場合に字幕部分の輝度変化を規制されるため、字幕のちらつきを防止することができる。また、例えば画像の平均輝度が表示可能な最大階調付近である場合には、字幕部分を最大階調としても字幕と画像とのコントラストは小さいため、字幕は見づらい。そのため、画像の平均輝度が最大階調近傍の所定の範囲内にある場合には、字幕部分の階調を最大階調とすることで、字幕部分の視認性が極力損なわれないようにすることができる。
【０００９】
また、本発明の画像表示方法は、字幕を含む画像の表示階調範囲を調整する画像表示方法であって、上記画像の単位時間当たりの平均輝度を算出するステップと、上記画像信号から字幕部分の画像信号を抽出するステップと、上記平均輝度の低下に伴って上記字幕部分の輝度を低下させるステップとを備えたことを特徴とする。或いは、本発明の画像表示方法は、字幕部分の画像信号が背景となる画像信号から分離された画像の表示階調範囲を調整する画像表示方法であって、上記画像の単位時間当たりの平均輝度を算出するステップと、上記平均輝度の低下に伴って上記字幕部分の輝度を低下させるステップとを備えたことを特徴とする。或いは、本発明の画像表示方法は、字幕を含む画像の表示階調を調節する画像表示方法であって、字幕部分を除く有効表示エリアの画像の明るさに基づいて伸張パラメータを抽出し、前記伸張パラメータに基づいてライトバルブにより前記画像信号の伸張処理を行うと共に、前記伸張パラメータに基づいて調光制御信号を決定し、前記調光制御信号に基づいて調光素子により前記ライトバルブに入射する光の光量を調節することを特徴とする。
本方法によれば、見やすく、映像雰囲気を損なわない字幕表示が可能となる。
【００１０】
また、本発明の投射型表示装置は、字幕を含む画像の表示階調範囲を調整する投射型表示装置であって、上記画像の単位時間当たりの平均輝度を算出する画像解析部と、上記画像信号から字幕部分の画像信号を抽出する文字抽出部と、上記平均輝度の低下に伴って、上記字幕部分の輝度を低下させる文字階調調整部とを備えたことを特徴とする。或いは、字幕部分の画像信号が背景となる画像信号から分離された画像の表示階調範囲を調整する投射型表示装置であって、上記画像の単位時間当たりの平均輝度を算出する画像解析部と、上記平均輝度の低下に伴って、上記字幕部分の輝度を低下させる文字階調調整部とを備えたことを特徴とする。或いは、本発明の投射型表示装置は、字幕を含む画像の表示階調を調節する投射型表示装置であって、光源と、前記光源から入射した光を変調するライトバルブと、入力された画像信号から字幕部分を除く有効表示エリアの画像の明るさを検出すると共に、前記有効表示エリアの画像の明るさに基づいて画像信号の伸張パラメータを抽出し、前記伸張パラメータに基づいて調光制御信号を決定する画像解析部と、前記伸張パラメータに基づいて画像信号に伸張処理を施すライトバルブドライバと、前記調光制御信号に基づいて前記ライトバルブに入射する光の光量を調節する調光素子と、を備えたことを特徴とする。
本構成によれば、画像表示装置により背景画像と字幕とのコントラストが適切に調整されるため、見やすく、映像雰囲気を損なわない字幕表示が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、図１〜図４を参照しながら本発明の第１実施形態に係る投射型表示装置について説明する。図１は本実施形態の投射型表示装置の全体構成を示す概略図、図２は本投射型表示装置の駆動回路の機能的な構成を示すブロック図、図３，図４はいずれもその駆動方法を説明するための図である。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の投射型表示装置は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型液晶ライトバルブ２２〜２４を備えた３板式の投射型カラー液晶表示装置であり、光源２，フライアイレンズ３，４，偏光変換装置４ｄを有する照明装置１と、ダイクロイックミラー１３，１４，反射ミラー１５〜１７，レンズ１８〜２０，液晶ライトバルブ２２〜２４，クロスダイクロイックプリズム２５を有する色分離合成系３０と、投射レンズ２６を有する投射光学系４０とを備えて構成されている。
【００１３】
光源２は高圧水銀ランプ或いはメタルハライドランプ等のランプ７とランプ７の光を反射するリフレクタ８とから構成されている。また、光源光の照度分布を被照明領域である液晶ライトバルブ２２，２３，２４において均一化させるための均一照明手段として、光源２側から第１フライアイレンズ３、第２フライアイレンズ４が順次設置されている。各フライアイレンズ３，４は、複数（本実施形態では例えば６×８個）のレンズ９，１０から構成されている。そして、光源２から射出された光は、フライアイレンズ３，４によって被照明領域である液晶ライトバルブ２２〜２４において照度分布を均一化されるようになっている。
【００１４】
偏光変換装置４ｄは、均一照明手段側に設けられた偏光ビームスプリッタアレイ（ＰＢＳアレイ）と、ＰＢＳアレイによって反射された偏光の偏光方向を変換する１／２波長板アレイとから構成され、光源光の光強度を損なうことなく光の偏光方向を一方向に揃えるようになっている。
【００１５】
ダイクロイックミラー１３，１４は、例えばガラス表面に誘電体多層膜を積層したもので、所定の色光を選択的に反射し、それ以外の波長の光を透過するようになっている。すなわち、青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー１３は、光源２からの光束のうちの赤色光ＬＲを透過させるとともに、青色光ＬＢと緑色光ＬＧとを反射するようになっている。また、緑色光反射のダイクロイックミラー１４は、ダイクロイックミラー１３で反射された青色光ＬＢと緑色光ＬＧの内、青色光ＬＢを透過し緑色光ＬＧを反射するようになっている。
【００１６】
これにより、照明装置１から入射された光の内、赤色光ＬＲはダイクロイックミラー１３を透過した後、反射ミラー１７で反射され、赤色光用ライトバルブ２２に入射される。緑色光ＬＧはダイクロイックミラー１４に反射されて緑色光用ライトバルブ２３に入射される。青色光ＬＢはダイクロイックミラー１４を透過した後、リレーレンズ１８、反射ミラー１５、リレーレンズ１９、反射ミラー１６、リレーレンズ２０からなるリレー系２１を経て、青色光用ライトバルブ２４に入射されるようになっている。
【００１７】
ライトバルブ２２〜２４は、例えばアクティブマトリクス型の透過型液晶装置として構成され、信号処理された画像信号ＶＳ′に基づいて後述のライトバルブドライバ５４により駆動されるようになっている。そして、各ライトバルブ２２〜２４で変調された色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢは、クロスダイクロイックプリズム２５に入射されるようになっている。
クロスダイクロイックプリズム２５は、直角プリズムが貼り合わされた構造となっており、その内面に赤色光ＬＲを反射するミラー面と青色光ＬＢを反射するミラー面とが十字状に形成されている。そして、三つの色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢがこれらのミラー面によって合成されてカラー画像を表わす光が形成された後、投射レンズ２６によりスクリーン２７上に拡大投射されるようになっている。
【００１８】
次に、本投射型表示装置の駆動回路について説明する。
図２に示すように、本駆動回路は、画像解析部５１，文字抽出部５２，文字階調調整部５３，ライトバルブドライバ５４を備えて構成されている。
画像解析部５１は、入力される画像信号ＶＳ１を解析して有効表示エリアの明るさを検出するもので、例えば画像信号ＶＳ１に基づいて、、有効表示エリアにおける単位時間（例えば１フレーム）当たりの画像信号ＶＳ１の階調の平均値（平均輝度）ＡＰＬを算出するようになっている。有効表示エリアとして明るさが検出されるエリアは画面全体、または画面の中央付近だけであっても構わない。
【００１９】
文字抽出部５２は、画像信号ＶＳ１から文字情報（字幕部分の画像信号）Ｃ１を抽出するためのもので、例えば輪郭抽出法等の方法により文字情報Ｃ１を、背景となる画像信号ＶＳ１から分離するようになっている。通常、字幕は表示領域中の右端部や左端部，或いは下端部等の特定の領域（字幕領域）に表示されるようになっているため、このような字幕領域で輪郭のエッジの立った部分（即ち、隣接する画像に比べて階調変化が大きく、際立って明るくなっている部分）を抽出することで字幕部分を画像信号から抽出することができる。
【００２０】
文字階調調整部５３は、画像解析部５１により算出された平均輝度ＡＰＬに基づいて字幕部分の画像の階調を調整するようになっている。つまり、図３に示すように、有効表示エリアの平均輝度ＡＰＬが最大階調値のＢ１％以上であれば、字幕部分の階調を最大階調値に設定し、平均輝度ＡＰＬが最大階調値のＢ１％以下であれば、字幕部分の階調を平均輝度ＡＰＬの低下に伴って直線的に低下させるようになっている。また、平均輝度ＡＰＬが０％付近である場合（即ち、背景が略黒色である場合）には、字幕と背景画像とのコントラストが１０：１以上となるように字幕部分の階調を最大階調値のＢ０％の値に設定する。
【００２１】
このような駆動回路に画像信号ＶＳ１が入力されると、画像解析部５１により、１フレーム当たりの画像の平均輝度ＡＰＬが算出される。また同時に、画像信号ＶＳは文字抽出部５２に入力され、字幕領域の文字情報Ｃ１が抽出される。
この文字情報Ｃ１は、画像の平均輝度ＡＰＬが表示可能な最大階調値（例えば２５５階調）のＢ１％以上であれば、その輝度が最大階調値（例えば２５５階調）に設定される。一方、平均輝度ＡＰＬがＢ１％未満である場合には、図３に示すグラフに基づいて、その階調が調整される。
そして、明るさが調整された字幕領域の文字情報Ｃ１′は、背景画像と合成されて新たな画像信号ＶＳ１′として出力され、ライトバルブドライバ５４を介してライトバルブ２２〜２４に供給される。
【００２２】
したがって、本実施形態の投射型表示装置によれば、文字階調調整部５３により、背景画像が明るい場合には字幕の明るさは最大階調近傍に維持され、背景画像が暗い場合には字幕の明るさは背景画像の階調変化に応じて低下されるため、背景画像と字幕部分とのコントラストが大きくなりすぎることがなく、字幕を見やすくすることができる。また、薄暗い画像の中で字幕だけが目だって画像の雰囲気を損なうことも少ない。
【００２３】
また、本投射型表示装置では、背景となる画像の平均輝度ＡＰＬが最大輝度近傍のである場合に、字幕部分の明るさが一定に維持されるため、明るい画像において字幕表示を見やすくすることができる。つまり、画像の平均輝度ＡＰＬが最大階調近傍である場合には、字幕部分を最大階調としても字幕と背景画像とのコントラストは小さいため、字幕は見づらい。そのため、画像の平均輝度ＡＰＬが最大階調近傍の所定範囲内（最大階調値のＢ１％以上）にある場合に字幕を最大階調値に固定することで、字幕部分の視認性が極力損なわないようにすることができる。
【００２４】
［第２実施形態］
次に、図４を参照しながら本発明の第２実施形態に係る投射型表示装置の駆動回路について説明する。なお、本実施形態の投射型表示装置の全体構成については図１に示した上記第１実施形態のものと同様であるため、その説明を省略する。また、図３を適宜流用して説明する。
【００２５】
図４に示すように、本実施形態の駆動回路は、画像解析部５１′，文字階調調整部５３′，ライトバルブドライバ５４を備えて構成されている。
画像解析部５１′は、入力される画像信号ＶＳを解析して有効表示エリアの明るさを検出するもので、例えば画像信号ＶＳ２に基づいて、有効表示エリアにおける１フレーム内の画像信号ＶＳ２の階調の平均値（平均輝度）ＡＰＬを算出するようになっている。
【００２６】
文字階調調整部５３′には、外部信号として文字情報Ｃ２が入力されるようになっており、文字階調調整部５３′は、画像解析部５１′で算出された平均輝度ＡＰＬに基づいて文字情報Ｃ２の階調を調整するようになっている。この階調の調整方法に関しては、図３に示した上記第１実施形態のものと同様であるため、その説明を省略する。
【００２７】
このような駆動回路に画像信号ＶＳ２と文字情報Ｃ２とが入力されると、まず、画像信号ＶＳ２に基づいて画像解析部５１′により１フレーム当たりの平均輝度ＡＰＬが算出される。また、文字情報Ｃ２は背景となる画像信号ＶＳ２の平均輝度ＡＰＬに基づいて文字階調調整部５３′により階調を調整される。
そして、明るさが調整された文字情報Ｃ２′と、背景画像ＶＳ２とが合成されて新たな画像信号ＶＳ２′として出力され、ライトバルブドライバ５４を介してライトバルブ２２〜２４に供給される。
【００２８】
したがって、本実施形態の投射型表示装置でも上記第１実施形態と同様に、字幕の明るさを背景画像の明るさに応じて適切に変化させて、字幕と背景画像とのコントラストを一定範囲内に抑えることができる。これにより、映像の雰囲気を損なうことなく、字幕も見やすくすることができる。
【００２９】
［第３実施形態］
次に図５〜図７を参照しながら本発明の第３実施形態に係る投射型表示装置について説明する。図５は本実施形態の投射型表示装置の全体構成を示す概略図、図６，図７はいずれも本投射型表示装置の駆動回路の機能的な構成を示すブロック図である。なお、上記第１実施形態と同様の部位については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００３０】
図５に示すように、本実施形態の投射型表示装置は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型液晶ライトバルブ２２〜２４を備えた３板式の投射型カラー液晶表示装置であり、上記第１実施形態の構成において偏光変換装置４ｄと色分離合成系３０との間に調光素子５を設けた構成となっている。この調光素子５は、例えば液晶装置からなり、後述の調光素子ドライバからの駆動信号により透過率が変更されるようになっている。
【００３１】
次に、本投射型表示装置の駆動回路について説明する。
図６に示すように、本駆動回路は、画像解析部５１′′，画像処理部５５，ライトバルブドライバ５４，調光素子ドライバ５６を備えて構成されている。
【００３２】
画像解析部５１′′は、入力される画像信号ＶＳ３を解析して有効表示エリアの明るさを検出するもので、図７に示すように、ヒストグラム作成部５１１，パラメータ抽出部５１２，比較部５１３，メモリ５１４を備えて構成されている。
【００３３】
ヒストグラム作成部５１１は、１フレームに含まれる画像信号の階調毎のヒストグラム（出現度数分布）を作成し、また１フレーム内の画像信号ＶＳ３の階調の平均値（平均輝度）ＡＰＬを算出するようになっている。ヒストグラム作成部５１１には、外部信号として水平・垂直同期信号ＣＬＫと、字幕情報を含む画像信号ＶＳ３とが入力されるようになっている。
【００３４】
パラメータ抽出部５１２は、ヒストグラム作成部５１１により作成されたヒストグラムに基づいて、画像処理部５５での画像処理パラメータとなる伸長パラメータχを抽出するようになっている。そして、この伸長パラメータχは比較部５１３に出力された後、メモリ５１４に格納されるようになっている。
【００３５】
比較部５１３は、パラメータ抽出部５１２で抽出された伸長パラメータχを１つ前のフレームの画像信号の伸長パラメータと比較し、画像の伸長係数を更新するようになっている。つまり、比較部５１３では、まずメモリ５１４に格納されている１つ前のフレームの画像信号の伸長パラメータχ（ｔ−１）を読み出し、このパラメータ抽出部５１２で新たに抽出された伸長パラメータχ（ｔ）と比較する。そして、χ（ｔ）がχ（ｔ−１）よりも大きい場合には、このχ（ｔ）に単位フィールド当たりの係数変化量Δを加算した値を伸長係数としてライトバルブドライバ５４に出力する。逆に、χ（ｔ）がχ（ｔ−１）よりも小さい場合には、このχ（ｔ）に上記係数変化量Δを減算した値を伸長係数として出力するようになっている。
【００３６】
また、比較部５１３では、パラメータ抽出部５１２で抽出された伸長パラメータχに基づいて調光制御信号を決定、出力するようになっている。この調光制御信号は、例えば画像信号が伸長された場合（即ち、伸長係数が増大した場合）には光源２からの照明光の透過光量が減るように画像信号が信号の大きさが設定され、調光素子ドライバ５６を介して調光素子５に供給されるようになっている。
【００３７】
画像処理部（伸長処理部）５５は、画像解析部５１′′から出力された伸長係数に基づいて画像信号ＶＳ３に伸長処理を施すようになっている。そして、画像処理部５５で伸長処理された画像ＶＳ３′はライトバルブドライバ５４を介してライトバルブ２２〜２４に供給されるようになっている。
【００３８】
このような駆動回路に画像信号ＶＳ３が入力されると、まず、ヒストグラム作成部５１１により、１フレームに含まれる画像信号の階調毎のヒストグラムが作成される。そして、パラメータ抽出部５１２により、このヒストグラムから伸長パラメータχが抽出され、比較部５１３により伸長係数が決定される。そして、画像処理部５５は、この伸長係数に基づいて画像信号ＶＳ３を伸長処理し、伸長処理された新たな画像信号ＶＳ３′に基づいてライトバルブ２２〜２４を駆動制御する。また、比較部５１３では、上述のヒストグラムに基づいて画像信号ＶＳ３の平均輝度ＡＰＬが算出され、調光制御信号が設定される。そして、画像解析部５１′′はこの調光制御信号に基づいて調光素子５を駆動制御し、調光素子５の透過光量を変化させる。
【００３９】
したがって、本実施形態の投射型表示装置によれば、表示画像の明るさ範囲を拡張しつつ、滑らかな階調表現を実現することができる。また、本実施形態では、調光素子５によって画像の明るさが調整される結果、もともと階調が一定であった字幕部分の明るさも調整されるため、背景画像画像と字幕とのコントラストが大きくなりすぎることはない。これにより、本実施形態でも、見やすく、映像雰囲気を損なわない字幕表示が可能となる。
【００４０】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上記第１或いは第２実施形態では、字幕部分の明るさを背景画像の平均輝度ＡＰＬに対して直線的に変化させるようにしているが、字幕部分の明るさは背景画像の明るさの低下に伴って低下されればよく、上述のような直線的な変化に限定されず曲線的な変化でもよい。また、図８に示すように、字幕部分の明るさの変化を階段状とし、平均輝度ＡＰＬの変化がΔＢの範囲内である場合に、字幕部分の明るさを変化させないようにしてもよい。この場合、所定範囲ΔＢ内の平均輝度ＡＰＬの変化に対して字幕部分の輝度変化が規制されるため、字幕部分のちらつきが少なくなる。
【００４１】
また、背景画像が黒表示（背景画像の階調の平均値が最大階調値の０％近傍）である場合の字幕と背景画像とのコントラストは、１０：１に限定されず、字幕が見易くなるように適当な値に設定できる。
【００４２】
また、画像の平均輝度ＡＰＬに基づいて字幕の明るさを設定しているが、本発明はこれに限らず、有効表示エリアにおける画像信号の最大階調や、階調の最頻値等、画像の明るさを特徴付ける階調値に基づいて字幕の明るさ（階調）を設定することも可能である。また、画像信号の平均階調により画像の明るさを判断する場合であっても、平均演算を行なう対象となる画像信号を特定の階調範囲の信号に限定することも可能である。例えば、画像信号の最大階調から一定の階調範囲（例えば１０％）の画像信号を除いたものについて、平均階調を算出してもよい。勿論、最小階調（０階調）から一定の階調範囲の画像信号を除いたものについて、平均階調を算出することも可能である。
【００４３】
さらに、上記各実施形態では、画像解析部において１フレーム当たりの平均輝度ＡＰＬを求めるようになっているが、このような平均輝度ＡＰＬを算出する単位時間は１フレームに限定されず、例えば複数フレーム或いは複数フィールド等、任意に設定することができる。
【００４４】
また、上記の各実施形態では、光変調装置として透過型液晶ライトバルブ２２〜２４を用いた例を挙げたが、反射型液晶ライトバルブやＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を適用することも可能である。
さらに、本発明は投射型表示装置に限定されず、ＣＲＴ，液晶ディスプレイ，ＰＤＰ等、種々の画像表示装置に対して適用することができ、上述した各実施形態の駆動回路を備えることで上述の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係る投射型表示装置の全体構成図である。
【図２】 同、投射型表示装置の駆動回路構成を示すブロック図である。
【図３】 同、駆動方法を説明するための図である。
【図４】 本発明の第２実施形態に係る駆動回路の機能ブロック図である。
【図５】 本発明の第３実施形態に係る投射型表示装置の全体構成図である。
【図６】 同、投射型表示装置の駆動回路構成を示すブロック図である。
【図７】 同、投射型表示装置の駆動回路構成を示すブロック図である。
【図８】 他の駆動方法を説明するための図である。
【符号の説明】
５１，５１′ 画像解析部、 ５２ 文字抽出部、 ５３，５３′ 文字階調調整部、 ４０ 投射光学系、 ＶＳ１〜ＶＳ３ 画像信号、Ｃ１，Ｃ２ 文字情報
Claims (5)
- 字幕を含む画像の表示階調を調節する画像表示装置であって、
光源から入射した光を変調するライトバルブと、
入力された画像信号の最大階調又は最小階調から一定の階調範囲の画像信号を除いたものに基づいて有効表示エリアの画像の平均輝度又は有効表示エリアにおける画像信号の階調の最頻値を有効表示エリアの画像の明るさとして検出すると共に、前記有効表示エリアの画像の明るさに基づいて画像信号の伸張パラメータを抽出し、前記伸張パラメータに基づいて調光制御信号を決定する画像解析部と、
前記伸張パラメータに基づいて画像信号に伸張処理を施すライトバルブドライバと、
前記調光制御信号に基づいて前記ライトバルブに入射する光の光量を調節して字幕部分の明るさを調節する調光素子と、を備えたことを特徴とする画像表示装置。 - 前記画像解析部は、
前記画像の明るさに基づいて伸張パラメータを抽出するパラメータ抽出部と、
前記パラメータ抽出部で抽出された伸張パラメータを記憶するメモリと、
前記メモリに記憶されている１つ前の伸張パラメータと前記パラメータ抽出部で新たに抽出された伸張パラメータとを比較し、その比較結果に基づいて画像の伸張係数を更新する比較部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。 - 字幕を含む画像の表示階調を調節する投射型表示装置であって、
光源と、
前記光源から入射した光を変調するライトバルブと、
入力された画像信号の最大階調又は最小階調から一定の階調範囲の画像信号を除いたものに基づいて有効表示エリアの画像の平均輝度又は有効表示エリアにおける画像信号の階調の最頻値を有効表示エリアの画像の明るさとして検出すると共に、前記有効表示エリアの画像の明るさに基づいて画像信号の伸張パラメータを抽出し、前記伸張パラメータに基づいて調光制御信号を決定する画像解析部と、
前記伸張パラメータに基づいて画像信号に伸張処理を施すライトバルブドライバと、
前記調光制御信号に基づいて前記ライトバルブに入射する光の光量を調節して字幕部分の明るさを調節する調光素子と、を備えたことを特徴とする投射型表示装置。 - 前記画像解析部は、
前記画像の明るさに基づいて伸張パラメータを抽出するパラメータ抽出部と、
前記パラメータ抽出部で抽出された伸張パラメータを記憶するメモリと、
前記メモリに記憶されている１つ前の伸張パラメータと前記パラメータ抽出部で新たに抽出された伸張パラメータとを比較し、その比較結果に基づいて画像の伸張係数を更新する比較部と、を有することを特徴とする請求項３に記載の投射型表示装置。 - 字幕を含む画像の表示階調を調節する画像表示方法であって、
入力された画像信号の最大階調又は最小階調から一定の階調範囲の画像信号を除いたものに基づいて有効表示エリアの画像の平均輝度又は有効表示エリアにおける画像信号の階調の最頻値を有効表示エリアの画像の明るさとして検出し、検出された前記有効表示エリアの画像の明るさに基づいて伸張パラメータを抽出し、前記伸張パラメータに基づいてライトバルブにより前記画像信号の伸張処理を行うと共に、前記伸張パラメータに基づいて調光制御信号を決定し、前記調光制御信号に基づいて調光素子により前記ライトバルブに入射する光の光量を調節して字幕部分の明るさを調節することを特徴とする画像表示方法。
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