JP5014154B2 - 画像表示方法及び画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、周囲環境の明るさが変化した場合においても、出力画像を見えやすく安定して表示させるための画像表示方法及び画像表示装置に関する。

従来、プロジェクタ等の画像表示装置を用いる場合、使用環境の変化の一種として、外部照明の明るさが変化した場合、それに応じて適切な色再現を可能とする画像処理方法を用いることが、例えば特許文献１に開示されている。すなわち、外部照明によるスクリーンの反射光の輝度値を光センサで計測し、映像信号に輝度補正／色補正を施して、適切な色再現を可能とする。
特許第３７１９４９８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された方法は、パーソナルコンピュータによるプレゼンテーションのような静止した表示内容に対する補正を行う場合には問題はないが、動画映像信号のように入力映像信号の明るさが連続的に変化する場合には、次のような問題が発生する。

すなわち、入力映像信号の明るさが連続的に変化するのに伴いスクリーンからの反射光が変化した場合には、この変化が外部照明による変化であるか入力映像信号による変化であるかを識別して適切な輝度補正／色補正を行うことは困難である。そのため、補正が不安定になるという現象が発生する。特に近年の家庭用プロジェクタの場合のように、間接照明の比較的暗い環境下で明るさを変化させる場合には、入力映像信号によるスクリーン反射光の影響が顕著となるため、上記の問題を考慮して、輝度補正／色補正を施す必要がある。

本発明は、上記のような課題を考慮し、入力映像信号に基づく画像投写によるスクリーンからの反射光の影響を反映させて、使用環境の明るさの変化に応じた安定した輝度補正を行うための画像表示方法及び画像表示装置を提供することを目的とするものである。

本発明の画像表示方法は、入力映像信号に応じて空間光変調素子により入射光を変調し、投写レンズを通して画像をスクリーンに投写するように構成された画像表示装置により画像を表示する方法である。

上記課題を解決するために、前記入力映像信号に基づく画像表示により前記入力映像信号の輝度成分に応じて周辺環境の照度が受ける影響度の大きさを表す値として定義され、前記影響度の大きさを予め測定した結果に基づき前記輝度成分に対応させて設定された差分値と、周辺環境の照度の範囲を区分して設定された複数の照度レンジと、前記各照度レンジに応じて前記入力映像信号の輝度成分を変化させるための輝度補正特性データとを用いる。

そして、前記入力映像信号の輝度成分を検出し、その検出値に基づき前記差分値を選択するステップと、照度センサにより周辺環境の照度を所定時間間隔で繰り返し計測するステップと、前回および今回の計測で得られた照度検出値及び選択された前記差分値に基づき、前記複数の照度レンジから一つの前記照度レンジを選択するステップと、前記選択された照度レンジに応じた前記輝度補正特性データを選択し、前記輝度補正特性データに基づき前記入力映像信号の輝度成分を補正するステップと、前記入力映像信号に基づき画像を投写するステップとを含む。

本発明の画像表示装置は、入力映像信号に応じて空間光変調素子により入射光を変調し、投写レンズを通して画像をスクリーンに投写するように構成される。

上記課題を解決するために、前記入力映像信号の輝度成分を検出する輝度成分検出部と、周辺環境の照度を計測するための照度センサと、前記入力映像信号の輝度成分を補正するための輝度補正特性データが記憶された輝度補正特性保存用メモリと、前記輝度補正特性保存用メモリから供給された前記輝度補正特性データに基づいて前記入力映像信号の輝度成分を補正する輝度補正部と、前記補正された入力映像信号に基づき画像を投写する画像投写部と、前記輝度成分検出部、及び前記照度センサの出力信号が供給されるとともに、前記入力映像信号に基づく画像表示により、前記入力映像信号の輝度成分に応じて周辺環境の照度が受ける影響度の大きさを表す値として定義され、前記影響度の大きさを予め測定した結果に基づき前記輝度成分に対応させて設定された差分値と、周辺環境の照度の範囲を区分して設定された複数の照度レンジとが記憶された制御部とを備える。

前記照度センサによる計測が所定時間間隔で繰り返され、前記制御部は、前回および今回の計測で得られた照度検出値及び選択された前記差分値に基づき、前記複数の照度レンジから一つの前記照度レンジを選択し、前記選択された照度レンジに応じた前記輝度補正特性データを前記輝度補正特性保存用メモリから選択して前記輝度補正部に供給する。

本発明によれば、動画映像信号のような入力映像信号の明るさが連続的に変化するような場合であっても、入力映像信号の輝度成分を検出し、投写画像によるスクリーンからの反射光の影響を反映させて、使用環境の明るさの変化に応じた安定した輝度補正を行うことができる。

本発明の画像表示方法は上記構成を基本として、以下のような種々の態様をとることができる。

すなわち、前記照度レンジを選択するステップでは、前回の計測で得られた前記照度検出値及び選択された前記差分値に基づき参照レンジを設定し、前記参照レンジに対する今回の計測で得られた前記照度検出値の位置に応じて前記複数の照度レンジから一つの前記照度レンジを選択することができる。

また、好ましくは、前記差分値及び前記照度レンジは、前記画像表示装置の設置状態が床置きの場合及び天吊りの場合に各々応じて設定されており、前記画像表示装置の設置状態について、床置きまたは天吊りを選択するステップを更に含み、選択された前記床置きまたは前記天吊りの設置状態に対応した前記差分値及び前記照度レンジを用いて、前記照度レンジおよび前記輝度補正特性データを選択するための処理を行う。

また、好ましくは、前記差分値は、前記投写レンズのズーム位置に応じて設定されており、前記投写レンズのズーム位置を認識するステップを更に含み、前記投写レンズのズーム位置を認識結果に対応した前記差分値を用いて、前記照度レンジを選択するための処理を行う。

また、好ましくは、映像信号の輝度成分を所定の状態に変化させて発生させることによりテスト用の画像投写を行い、その際の前記スクリーンからの反射光による照度検出値を得て自発光成分として記憶するステップと、前記自発光成分に基づき、前記輝度成分に対応させた前記差分値を設定するステップとを更に含む。

本発明の画像表示装置は上記構成を基本として、以下のような種々の態様をとることができる。

すなわち、前記制御部は、前記照度レンジを選択するときに、前回の計測で得られた前記照度検出値及び選択された前記差分値に基づき参照レンジを設定し、前記参照レンジに対する今回の計測で得られた前記照度検出値の位置に応じて前記複数の照度レンジから一つの前記照度レンジを選択する構成とすることができる。

また、好ましくは、前記差分値及び前記照度レンジは、前記画像表示装置の設置状態が床置きの場合及び天吊りの場合に各々応じて設定されており、前記制御部は、前記画像表示装置の設置状態について、床置きまたは天吊りを選択する選択部を含み、選択された前記床置きまたは前記天吊りの設置状態に対応した前記差分値及び前記照度レンジを用いて、前記照度レンジおよび前記輝度補正特性データを選択するための処理を行う。

また、好ましくは、前記差分値は、前記投写レンズのズーム位置に応じて設定されており、前記投写レンズのズーム位置を検出する投写レンズ位置検出部を更に備え、前記制御部は、前記投写レンズ位置検出部による検出結果に対応した前記差分値を用いて前記照度レンジを選択するための処理を行う。

また、好ましくは、映像信号の輝度成分を所定の状態に変化させて発生させることによりテスト用の画像投写を行うためのテスト信号発生部と、前記テスト用の画像投写の際の前記スクリーンからの反射光による照度検出値を得て自発光成分として記憶するための自発光成分保存用メモリとを更に備え、前記制御部は、前記自発光成分保存用メモリに保存されたデータに基づき、前記輝度成分に対応させた前記差分値を設定する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつより詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における画像表示装置の回路構成を示すブロック図である。図２は、図１の回路を備えた画像表示装置の一例であるプロジェクタ２０を示す概観図であり、使用状態が示されている。

図２に示されるように、プロジェクタ２０は、液晶パネルのような空間光変調素子（図示せず）により変調された光を、投写レンズ２１を通してスクリーン１０上に投写する。プロジェクタ２０の天面には、照度センサ３が取り付けられている。照度センサ３は、周辺環境照明３０の照明光による照度を計測し、得られた照度検出値は、図１の回路において照度信号として用いられる。この計測された照度検出値には、入力映像信号の状態に応じて、プロジェクタ２０からスクリーン１０に投写される画像の影響が含まれる。

図１に示すように、映像信号入力端子１からの入力映像信号は、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）２に基づき所定の補正処理が施された後、輝度成分検出部５に入力される。輝度成分検出部５は入力映像信号に含まれる輝度成分を検出し、その検出結果を輝度情報として制御部であるメインマイコン４に入力する。一方、照度センサ３は、周辺環境の照度を一定時間毎に計測した照度検出値を、メインマイコン４に入力する。

メインマイコン４では、照度センサ３より得られた照度検出値、及び輝度成分検出部５より得られた輝度情報に基づき、想定される周辺環境の照度範囲を区分して構成された複数の照度レンジのうちの適切な範囲が選択される。輝度補正特性保存用メモリ６には、入力映像信号の輝度を、周辺環境の照度に応じた適切な範囲に補正するための輝度補正特性データが保存されている。輝度補正特性データは、各照度レンジに対応させて、予め実験的に求められる。照度レンジ、及び輝度補正特性データの詳細については、後述する。

メインマイコン４では、輝度補正特性保存用メモリ６から、選択された照度レンジに対応する予め準備された輝度補正特性データをＬＵＴ２に転送する。ＬＵＴ２では、転送され保持されている輝度補正特性データに基づき、入力映像信号に対して上述のように、輝度成分検出部５に入力される前に補正を施す。

マトリクス変換回路７は、ＹＵＶ信号をＲＧＢ信号に変換するための回路である。液晶パネル駆動部８は、マトリクス変換回路７により生成されたＲＧＢ信号に基づき、液晶パネル９を駆動する。上述のような入出力特性の補正の結果、使用環境の明るさの変化に応じて適切に輝度補正された出力映像信号により、スクリーン１０上に画像が投写される。なお、画像投写のために、液晶パネル９に対して光源からの光を照射するように構成されているが、光源等については図示を省略する。

図１の回路により行われる本実施の形態における画像表示方法のステップについて、図３のフロー図を参照して説明する。

本実施の形態の画像表示方法は、図３に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０５を含んで構成される。各ステップの概要は次のとおりである。

Ｓ１０１:入力映像信号の輝度成分を検出し、輝度成分に応じて設けた差分値Ｙ_APL+及びＹ_APL-を選択するステップ
Ｓ１０２：周辺環境による照度を計測するステップ
Ｓ１０３：照度レンジを選択するステップ
Ｓ１０４：入力する映像信号の輝度成分を照度レンジに応じて変化させるステップ
Ｓ１０５：映像信号を投写表示するステップ
ここで図４を参照して、プラス側差分値Ｙ_APL+及びマイナス側差分値Ｙ_APL-と、照度レンジの定義について、説明する。図４において、横軸は時間の経過を示し、縦軸は照度に対応する。本実施の形態においては、想定される周辺環境の照度の範囲を区分して複数の照度レンジ（ｘ）が設定される。図４では、レンジ（Ｘ−２）、レンジ（Ｘ−１）、レンジ（Ｘ）、レンジ（Ｘ＋１）の４つの照度レンジ（ｘ）が設定されている。

各照度レンジ（ｘ）の境界値を、閾値Ｙ_ran(x)で表わす。図４では、レンジ（Ｘ−２）の下限値が閾値Ｙ_ran(X-2)、レンジ（Ｘ−１）の下限値が閾値Ｙ_ran(X-1)、レンジ（Ｘ）の下限値が閾値Ｙ_ran(X)、レンジ（Ｘ＋１）の下限値が閾値Ｙ_ran(X+1)、レンジ（Ｘ＋１）を超えた領域の下限値が閾値Ｙ_ran(X+2)で表わされる。照度レンジ（ｘ）の区分は、入力映像信号に対する輝度補正の仕方に応じて適宜設定することができる。なお、閾値Ｙ_ran(x)は、照度に対応する値であるが、他の値との関係での処理の便宜上、照度値を適宜変換した値が用いられる。

時刻ｔ_n及び時刻ｔ_n+1においてそれぞれ照度センサにより測定された照度検出値Ｙ_n及びＹ_n+1が示されている。なお、照度検出値とは、閾値Ｙ_ran(x)と同様に、照度値を変換した値であることを意味する。時刻ｔ_n+1での照度検出値Ｙ_n+1については、３つの異なる例の測定値が示されている。また、照度検出値Ｙ_nに対して、入力映像信号の輝度成分に応じて選択された差分値Ｙ_APL+及びＹ_APL-が示されている。差分値Ｙ_APL+及びＹ_APL-も、閾値Ｙ_ran(x)に対応する値であり、照度値が変換された値である。

差分値Ｙ_APL+及びＹ_APL-はそれぞれ、検出された入力映像信号の輝度成分の値に対して、加算および減算される値である。差分値Ｙ_APL+及びＹ_APL-は、輝度成分の値の大きさに応じて変化するように予め設定されている。例えば、ＡＰＬ（Average Picture Level、画面内の輝度成分の平均値）の値が大きい場合は差分値が大きく設定され、ＡＰＬの値が小さい場合は差分値が小さく設定される。差分値Ｙ_APL+及びＹ_APL-は、図示されるように互いに異なる値を持つように設定される。通常は、差分値Ｙ_APL+の方が差分値Ｙ_APLーよりも大きいように設定されるのがよい。なお、差分値Ｙ_APL+及びＹ_APL-が同一の値に設定されてもよい。あるいは、プラス側の差分値のみを用いても、相応の効果を得ることは可能である。

図３に示す各ステップについて、詳細に説明する。図３におけるステップＳ１０１では、入力映像信号の輝度成分を検出し、検出された輝度成分に応じて設定された差分値Ｙ_APL+及びＹ_APL-を選択する。これは、入力映像信号が周辺照度に与える影響度を、照度センサ３から得られる照度検出値に基づく輝度補正に反映させるためである。差分値Ｙ_APL+及びＹ_APL-は、予め測定値に基づき設定される。例えば、入力映像信号の映像の明るさに関係する輝度信号のみに注目する。その最大輝度レベル、最小輝度レベル、および最大輝度レベルから最小輝度レベルの間の中間輝度レベルの映像信号により画像投写した際、スクリーン反射光に起因する照度が、照度センサ３により測定される周辺環境による照度に対して与える影響度の値を計測する。得られた影響度の値に基づき、各輝度レベルに対応させて差分値Ｙ_APL+及びＹ_APL-を設定して、あらかじめ記憶しておく。

尚、本実施の形態では入力映像信号の特徴を抽出するために輝度信号の平均値を用いているが、ＲＧＢの入力信号を用いてもよいし、輝度信号の分布情報を用いてもよい。

周辺環境の照度を計測するステップＳ１０２では、図２の概観図で示したプロジェクタ２０の天面に取り付けられた照度センサ３により、周辺環境照明３０からの照明光による照度を計測する。計測された照度値は、Ａ／Ｄ変換されてメインマイコン４に入力される。

照度レンジを選択するステップＳ１０３では、ステップＳ１０１で選択された差分値Ｙ_APL+及びＹ_APL-と、ステップＳ１０２で得られた照度検出値に基づいて、図４に示した照度レンジのいずれかを選択する。

入力する映像信号の輝度成分を変化させるステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で選択された照度レンジの変化に応じて、あらかじめ準備された輝度補正特性保存用メモリ６のデータをＬＵＴ２へ転送し（図１参照）、ＬＵＴ２の書き換えを行う。これにより、入力映像信号の輝度が補正される。

映像信号を投写表示するステップＳ１０５では、ステップＳ１０４により入力映像信号に対して輝度補正された結果の出力映像信号に基づき、画像をスクリーンに投写表示する。

上述のステップＳ１０１〜Ｓ１０３による、照度レンジを選択する過程について、図４の概略図及び図５のフローチャートを参照して、具体例を挙げて説明する。

まず図５のステップＳ２０１において、入力映像信号の輝度成分に基づき、上述のように予め設定され記憶された対応に従い、差分値Ｙ_APL+及びＹ_APL-を決定する。

次にステップＳ２０２において、図４に示す現在（時刻ｔ_n）での照度センサ値Ｙ_n（照度レンジＸの範囲内）に対して、ステップＳ２０１で求めた差分値Ｙ_APL+及びＹ_APL-を加減算し、照度レンジの幅を広げた参照レンジを算出する。

次にステップＳ２０３において、今回（時刻ｔ_n+1）測定された照度センサ値Ｙ_n+1が、ステップＳ２０２で求めた参照レンジの範囲内にあるか否かを判定する。

範囲内にある場合、即ちＹ_n−Ｙ_APL-＜Ｙ_n+1＜Ｙ_n＋Ｙ_APL+の場合は、現在のレンジＸの状態を維持する。そして、一定時間の経過を待った後、以上の動作を繰り返す（ステップＳ２０４）。

範囲内にない場合、即ちＹ_n+1＞Ｙ_n＋Ｙ_APL+、且つＹ_n+1＞Ｙ_ran(X+1)の場合、あるいはＹ_n+1＜Ｙ_n−Ｙ_APL-、且つＹ_n+1＜Ｙ_ran(X)の場合は、現在の照度レンジＸに対して照度レンジを１つ上位（Ｘ＋１）あるいは下位（Ｘ−１）に変更（ステップＳ２０５）した後、ステップＳ２０４に移る。

ステップＳ２０５で変更された照度レンジは、ＬＵＴへ転送され（ステップＳ２０６）、それに基づき、図３のステップ１０４におけるＬＵＴ２の書き換えが行われ、これにより、入力映像信号の輝度が補正される。

上述のとおり、差分値Ｙ_APL+及びＹ_APL-は入力映像信号の輝度成分に応じて変化する値であり、例えば、ＡＰＬの大きい値の場合は大きく、ＡＰＬの小さい値の場合は小さく設定され、従って、照度レンジの幅がＡＰＬに応じて可変となる。このように、照度レンジの幅（ヒステリシス）を可変とすることにより、周辺環境の明るさが変化した場合でも、一定時間毎に計測する照度に対して、適切なレンジを安定して選択することが可能である。

尚、照度の一定時間毎の計測については、数１００ｍｓ〜数秒以内の間隔での計測が好ましいとの実験結果を得ている。計測間隔を短く設定すると照度変化への応答性はよいが、照度変化が安定しない場合は誤動作の原因となる。従って、照度変化への安定性と応答性の両方を考慮すると、数１００ｍｓ〜数秒以内の間隔での計測が適切であった。

以上のように、本実施の形態によれば、動画映像信号のような入力映像信号の明るさが連続的に変化するような場合にも、入力映像信号の輝度成分を検出し、入力映像信号によるスクリーンからの反射光の強さを考慮することにより、使用環境の明るさの変化に応じた安定した輝度補正を行うことができる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における画像表示方法のステップを示すフロー図である。本実施の形態における画像表示装置の回路構成は、図１に示した実施の形態１の場合と同様である。また、画像表示装置の構造も、図２に示した実施の形態１のプロジェクタ２０と同様である。

本実施の形態における画像表示方法は、図３に示した実施の形態１の方法に対して、ステップＳ１０１の前に、新たなステップＳ３０１が追加された点が異なり、他のステップは実施の形態１と同一である。したがって、同一のステップについては図３と同一の参照符号を付して、説明の繰り返しを省略する。

Ｓ３０１は、画像表示装置の設置状態について、床置き／天吊りを選択するステップである。図２に示した照度センサがプロジェクタ２０の天面に取り付けられている構成では、プロジェクタ２０が床置きの場合の照度センサ３による計測値に対して、天吊りの場合の照度センサ３による計測値は１／１０程度の値になることが検証されている。従ってステップＳ３０１では、プロジェクタ２０の設置状態を、例えば、ユーザーがオンスクリーンメニュー上にて手動で選択することにより、図１に示した構成の回路にその情報が入力される。

図３に示したような、照度レンジ（ｘ）を規定する照度センサ閾値Ｙ_ran(X)等、及び入力映像信号の影響度を計算に入れるための差分値Ｙ_APL+及びＹ_APL-について、床置き用及び天吊り用でそれぞれに適合させた値が設定され、メインマイコン４に記憶されている。ステップＳ３０１により床置きあるいは天吊りを選択することにより、それに応じた適切な値をそれぞれ選択することができる。

（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３における画像表示装置の回路構成を示すブロック図である。この回路構成が図１に示した実施の形態１の構成と異なる点は、投写レンズ位置検出部１１が設けられ、その検出結果がメインマイコン４に入力される点である。投写レンズ位置検出部１１は、投写レンズのワイド端／テレ端のズーム位置を検出するために設けられる。それ以外の要素については、本実施の形態の回路構成は実施の形態１と同様であり、同一の要素については同一の参照符号を付して説明の繰り返しを省略する。

図８は、本実施の形態における画像表示方法のステップを示すフロー図である。この画像表示方法は、図３に示した実施の形態１の方法に対して、ステップＳ１０１の前に、新たなステップＳ３０２が追加された点が異なり、他のステップは実施の形態１と同一である。したがって、同一のステップについては図３と同一の参照符号を付して、説明の繰り返しを省略する。

Ｓ３０２は、投写レンズのワイド側／テレ側を選択するステップである。すなわち、プロジェクタの設置状態において投写レンズに取り付けられた位置検出部１１により、投写レンズがワイド側に位置しているが、あるいはテレ側に位置しているかを自動的に選択する。その検出結果がメインマイコン４に供給され、後の工程の処理においてワイド側／テレ側が選択される。

プロジェクタのワイド側とは、同一投写位置でスクリーン上に画像を投写する場合に最も大きく投写する側を示し、逆にテレ側とは最も小さく投写する側を示す。テレ側でワイド側と同じスクリーンサイズに映像を投写するためには、スクリーンからのプロジェクタまでの距離が長くなる。そのため、入力映像信号の環境の照度に対する影響度は、ワイド側に比べてテレ側の方が小さくなる。従って、入力映像信号の影響度について、投写レンズのワイド側及びテレ側でそれぞれ対応する値を設定しておく。投写レンズのワイド側あるいはテレ側を選択することにより、照度レンジ（ｘ）を規定する照度センサ閾値Ｙ_ran(X)等、及び入力映像信号の影響度を計算に入れるための差分値Ｙ_APL+及びＹ_APL-について、それに応じた値をそれぞれ選択する。

（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４における画像表示装置の回路構成を示すブロック図である。この回路構成が実施の形態１と異なる点は、テスト信号発生部１２と、自発光成分保存用メモリ１３を備えたことである。それ以外の要素については、本実施の形態の回路構成は実施の形態１と同一であり、同一の要素については同一の参照符号を付して説明の繰り返しを省略する。

本実施の形態においては、テスト信号発生部１２によりテスト用の映像信号を発生し、それにより液晶パネル９によるテスト用の画像投写を行うことが可能である。メインマイコン４は、例えば輝度平均値ＡＰＬを変化させるようにテスト信号発生部１２を制御する。テスト用の投写表示の際に、テスト信号により画像投写した際のスクリーン反射光に起因する照度が照度センサにより測定され、自発光成分として自発光成分保存用メモリ１３に保存される。従って、テスト信号発生部１２は、通常の画像投写の際には動作する必要はない。

中間の平均輝度については、テスト信号発生部１２により輝度平均値ＡＰＬを変化させて自発光成分を実際に測定することに代えて、例えば、映像信号の入力に対するプロジェクタへの光出力特性（入出力特性）が判っている場合には、以下のようにして自発光成分を算出してもよい。すなわち、入出力特性に基づく複数の変数α（ｘ）を用いて、α（ｘ）（ＡＰＬ_max−ＡＰＬ_min）により、自発光成分を算出する。α（ｘ）は、任意のｘ％のＡＰＬに対する入出力特性を正規化した場合の出力特性値である。ＡＰＬ_minは、最低の輝度平均値ＡＰＬで画像投写を行っている条件下での測定による照度検出値、ＡＰＬ_maxは最高の輝度平均値ＡＰＬで画像投写を行っている条件下での測定による照度検出値である。反射光による自発光成分は最大で、ＡＰＬ_max−ＡＰＬ_minと近似できる。従って、α（ｘ）（ＡＰＬ_max−ＡＰＬ_min）の値によって、発生しうる任意の輝度平均値ＡＰＬによる自発光成分を表すことができる。

例えば、入出力特性が２．２乗のガンマ補正の特性である場合は、変数α（ｘ）の例は以下のようになり、これらの値を用いて、α（ｘ）（ＡＰＬ_max−ＡＰＬ_min）により自発光成分を算出する。

ＡＰＬが２５％の場合には、α（２５）＝０．２５^2.2
ＡＰＬが５０％の場合には、α（５０）＝０．５^2.2
ＡＰＬが７５％の場合には、α（７５）＝０．７５^2.2
ＡＰＬが１００％の場合には、α（１００）＝１．０^2.2
そして、Ｙ_APL+もしくはＹ_APL-を、
ＡＰＬが０〜２５％までの場合は、α（２５）を用いた自発光成分、
ＡＰＬが２５〜５０％までの場合は、α（５０）を用いた自発光成分、
ＡＰＬが５０〜７５％までの場合は、α（７５）を用いた自発光成分、
ＡＰＬが７５〜１００％までの場合は、α（１００）を用いた自発光成分により近似した値に設定して、以下の方法による制御を行うことができる。

あるいは、最低及び最高の輝度平均値ＡＰＬに対する自発光成分による照度ＡＰＬ_min及びＡＰＬ_maxを測定するとともに、輝度平均値ＡＰＬの中間の値に対する自発光成分を測定対象として増やしてもよい。なお、測定環境は、比較的暗い環境であることが望ましい。

図１０は、図９の回路構成により実施される本実施の形態における画像表示方法のステップを示すフロー図である。この画像表示方法は、図３に示した実施の形態１の方法に対して、ステップＳ１０１の前に、新たなステップＳ３０３、Ｓ３０４が追加された点が異なり、他のステップは実施の形態１と同一である。したがって、同一のステップについては図３と同一の参照符号を付して、説明の繰り返しを省略する。

ステップＳ３０３では、テスト信号発生部１２により、入力映像信号の輝度成分をあらかじめテスト信号を用いて変化させて、スクリーン反射光による自発光成分を測定する。その結果を自発光成分保存用メモリ１３に記憶する。

その場合に、画像表示装置の設置状態が一定で、周囲環境を変化させない状態で例えば、照度センサにより照度ＡＰＬ_minとＡＰＬ_maxを測定すると、反射光による自発光成分は最大で、ＡＰＬ_max−ＡＰＬ_minと近似できる。仮にＡＰＬ_minが無視できない程度に大きい場合は、ランプ点灯前に照度センサの値ＬＡＭＰ_offを測定し記憶しておく。それにより、反射光による自発光成分は最大でＡＰＬ_max−ＬＡＭＰ_off、最小でＡＰＬ_min−ＬＡＭＰ_offとなる。この測定結果を記憶する。

ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３で記憶された測定結果に基づき、入力映像信号の輝度成分に応じて決定される差分値Ｙ_APL+及びＹ_APL-を設定する。すなわち、差分値Ｙ_APL+及びＹ_APL-は、入力映像信号が周辺照度に与える影響度、従って照度センサ３により測定される照度に対する影響度であるから、自発光成分の照度に基づいて設定することができる。上述のとおり、中間の平均輝度の場合については実際に測定結果を得ることなしに、複数の変数α（ｘ）を用いて、α（ｘ）（ＡＰＬ_max−ＡＰＬ_min）として自発光成分の輝度を算出することができる。

このようにあらゆる設置状態において、動画映像信号のような入力映像信号の明るさが連続的に変化するような場合にも、入力映像信号の輝度成分を検出し、入力映像信号によるスクリーンからの反射光をそれぞれの設置状態に応じた値として考慮することにより、使用環境の明るさの変化に応じた安定した輝度補正を行うことができる。

本発明にかかる画像表示方法及び画像表示装置は、動画映像信号のような入力映像信号の明るさが連続的に変化する場合であっても、使用環境の明るさの変化に応じた安定した輝度補正を行うことができ、プロジェクタ等の画像表示装置に有用である。

本発明の実施の形態１における画像表示装置の回路構成を示すブロック図 同実施の形態における画像表示装置であるプロジェクタを示す概観図 同実施の形態における画像表示方法のステップを示すブロック図 同画像表示方法において照度レンジを選択する方法を示す概略図 同画像表示方法において照度レンジを選択する方法を示すフロー図 本発明の実施の形態２における画像表示方法のステップを示すフロー図 本発明の実施の形態３における画像表示装置の回路構成を示すブロック図 同実施の形態にける画像表示方法のステップを示すフロー図 本発明の実施の形態４における画像表示装置の回路構成を示すブロック図 同実施の形態における画像表示方法のステップを示すフロー図

符号の説明

１ 映像信号入力端子
２ ＬＵＴ（ルックアップテーブル）
３ 照度センサ
４ メインマイコン
５ 輝度成分検出部
６ 輝度補正特性保存用メモリ
７ マトリクス変換回路
８ 液晶パネル駆動部
９ 液晶パネル
１０ スクリーン
１１ 投写レンズ位置検出部
１２ テスト信号発生部
１３ 自発光成分保存用メモリ
２０ プロジェクタ
２１ 投写レンズ
３０ 環境照明

Claims (10)

1. 入力映像信号に応じて空間光変調素子により入射光を変調し、投写レンズを通して画像をスクリーンに投写するように構成された画像表示装置により画像を表示する方法において、
   前記入力映像信号に基づく画像表示により前記入力映像信号の輝度成分に応じて周辺環境の照度が受ける影響度の大きさを表す値として定義され、前記影響度の大きさを予め測定した結果に基づき前記輝度成分に対応させて設定された差分値と、周辺環境の照度の範囲を区分して設定された複数の照度レンジと、前記各照度レンジに応じて前記入力映像信号の輝度成分を変化させるための輝度補正特性データとを用い、
   前記入力映像信号の輝度成分を検出し、その検出値に基づき前記差分値を選択するステップと、
   照度センサにより周辺環境の照度を所定時間間隔で繰り返し計測するステップと、
   前回および今回の計測で得られた照度検出値及び選択された前記差分値に基づき、前記複数の照度レンジから一つの前記照度レンジを選択するステップと、
   前記選択された照度レンジに応じた前記輝度補正特性データを選択し、前記輝度補正特性データに基づき前記入力映像信号の輝度成分を補正するステップと、
   前記入力映像信号に基づき画像を投写するステップとを含むことを特徴とする画像表示方法。
2. 前記照度レンジを選択するステップでは、前回の計測で得られた前記照度検出値及び選択された前記差分値に基づき参照レンジを設定し、前記参照レンジに対する今回の計測で得られた前記照度検出値の位置に応じて前記複数の照度レンジから一つの前記照度レンジを選択する請求項１記載の画像表示方法。
3. 前記差分値及び前記照度レンジは、前記画像表示装置の設置状態が床置きの場合及び天吊りの場合に各々応じて設定されており、
   前記画像表示装置の設置状態について、床置きまたは天吊りを選択するステップを更に含み、
   選択された前記床置きまたは前記天吊りの設置状態に対応した前記差分値及び前記照度レンジを用いて、前記照度レンジおよび前記輝度補正特性データを選択するための処理を行う請求項１記載の画像表示方法。
4. 前記差分値は、前記投写レンズのズーム位置に応じて設定されており、
   前記投写レンズのズーム位置を認識するステップを更に含み、
   前記投写レンズのズーム位置を認識結果に対応した前記差分値を用いて、前記照度レンジを選択するための処理を行う請求項１記載の画像表示方法。
5. 映像信号の輝度成分を所定の状態に変化させて発生させることによりテスト用の画像投写を行い、その際の前記スクリーンからの反射光による照度検出値を得て自発光成分として記憶するステップと、
   前記自発光成分に基づき、前記輝度成分に対応させた前記差分値を設定するステップとを更に含む請求項１記載の画像表示方法。
6. 入力映像信号に応じて空間光変調素子により入射光を変調し、投写レンズを通して画像をスクリーンに投写するように構成された画像表示装置において、
   前記入力映像信号の輝度成分を検出する輝度成分検出部と、
   周辺環境の照度を計測するための照度センサと、
   前記入力映像信号の輝度成分を補正するための輝度補正特性データが記憶された輝度補正特性保存用メモリと、
   前記輝度補正特性保存用メモリから供給された前記輝度補正特性データに基づいて前記入力映像信号の輝度成分を補正する輝度補正部と、
   前記補正された入力映像信号に基づき画像を投写する画像投写部と、
   前記輝度成分検出部、及び前記照度センサの出力信号が供給されるとともに、前記入力映像信号に基づく画像表示により、前記入力映像信号の輝度成分に応じて周辺環境の照度が受ける影響度の大きさを表す値として定義され、前記影響度の大きさを予め測定した結果に基づき前記輝度成分に対応させて設定された差分値と、周辺環境の照度の範囲を区分して設定された複数の照度レンジとが記憶された制御部とを備え、
   前記照度センサによる計測が所定時間間隔で繰り返され、
   前記制御部は、前回および今回の計測で得られた照度検出値及び選択された前記差分値に基づき、前記複数の照度レンジから一つの前記照度レンジを選択し、前記選択された照度レンジに応じた前記輝度補正特性データを前記輝度補正特性保存用メモリから選択して前記輝度補正部に供給することを特徴とする画像表示装置。
7. 前記制御部は、前記照度レンジを選択するときに、前回の計測で得られた前記照度検出値及び選択された前記差分値に基づき参照レンジを設定し、前記参照レンジに対する今回の計測で得られた前記照度検出値の位置に応じて前記複数の照度レンジから一つの前記照度レンジを選択する請求項６記載の画像表示装置。
8. 前記差分値及び前記照度レンジは、前記画像表示装置の設置状態が床置きの場合及び天吊りの場合に各々応じて設定されており、
   前記制御部は、前記画像表示装置の設置状態について、床置きまたは天吊りを選択する選択部を含み、選択された前記床置きまたは前記天吊りの設置状態に対応した前記差分値及び前記照度レンジを用いて、前記照度レンジおよび前記輝度補正特性データを選択するための処理を行う請求項６記載の画像表示装置。
9. 前記差分値は、前記投写レンズのズーム位置に応じて設定されており、
   前記投写レンズのズーム位置を検出する投写レンズ位置検出部を更に備え、
   前記制御部は、前記投写レンズ位置検出部による検出結果に対応した前記差分値を用いて前記照度レンジを選択するための処理を行う請求項６記載の画像表示装置。
10. 映像信号の輝度成分を所定の状態に変化させて発生させることによりテスト用の画像投写を行うためのテスト信号発生部と、
    前記テスト用の画像投写の際の前記スクリーンからの反射光による照度検出値を得て自発光成分として記憶するための自発光成分保存用メモリとを更に備え、
    前記制御部は、前記自発光成分保存用メモリに保存されたデータに基づき、前記輝度成分に対応させた前記差分値を設定する請求項６記載の画像表示装置。

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