JP5193827B2 - 映像表示装置及び投写型映像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、フレームを構成する複数の画素毎の映像信号に基づいて、固体光源から出射された光を変調する光変調素子を備えた映像表示装置及び投写型映像表示装置に関する。

省電力化を図る処理として、バックライト制御処理が知られている（例えば、特許文献１）。バックライト制御処理は、フレームを構成する複数の画素毎の映像信号に基づいて、複数の画素の輝度分布を特定し、複数の画素の輝度分布に基づいて、光源から出射される光量を減少する処理である。なお、バックライト制御処理では、固体光源から出射される光量の減少量に応じて、映像信号の信号値を増大する。
特開２０００−５９６２９号公報

しかしながら、上述したバックライト制御処理では、光源から出射される光量の減少量が小さいと、光源から出射される光量を十分に下げられないケース、すなわち、省電力化が十分に図れない。一方で、光源から出射される光量の減少量が大きいと、階調つぶれが生じてしまう。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、省電力化を十分に図るとともに、階調つぶれを抑制することを可能とする映像表示装置及び投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

第１の特徴に係る映像表示装置は、固体光源（固体光源１１）と、フレームを構成する複数の画素毎の映像信号に基づいて、前記固体光源から出射された光を変調する光変調素子（液晶パネル６０）とを備える。映像表示装置は、前記固体光源から出射される光量を制御する光源制御部（光源制御部２３０）と、前記複数の画素毎の映像信号の信号値を制御する素子制御部（素子制御部２４０）と、前記固体光源から出射される光量を減少するバックライト制御処理として、第１バックライト制御処理又は第２バックライト制御処理を選択する選択部（選択部２２４）とを備える。前記光源制御部は、前記選択部によって前記第１バックライト制御処理が選択された場合に、前記複数の画素毎の映像信号に基づいて算出される輝度の度数を高輝度側から取得して、取得された度数が所定数に達する第１輝度（第１輝度Ｌ_１）に基づいて、前記固体光源から出射される光量の減少量を算出する。前記光源制御部は、前記選択部によって前記第２バックライト制御処理が選択された場合に、前記複数の画素毎の映像信号に基づいて算出される輝度の最高輝度を取得して、取得された最高輝度から所定輝度低い第２輝度（第２輝度Ｌ_２）に基づいて、前記固体光源から出射される光量の減少量を算出する。前記選択部は、前記第１バックライト制御処理及び前記第２バックライト制御処理のうち、前記固体光源から出射される光量の減少量が少ないバックライト制御処理を選択する。前記素子制御部は、前記バックライト制御処理において、前記固体光源から出射される光量の減少量に基づいて、前記複数の画素毎の映像信号の信号値を増大する。

第１の特徴において、映像表示装置は、前記固体光源として設けられた複数の固体光源（固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒ、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇ、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂ）と、前記複数の固体光源のそれぞれに応じて設けられており、前記固体光源のそれぞれの温度を調節する複数の温度調節部（温度調節部２１−１Ｒ〜温度調節部２１−４Ｒ、温度調節部２１−１Ｇ〜温度調節部２１−４Ｇ、温度調節部２１−１Ｂ〜温度調節部２１−４Ｂ）と、前記複数の温度調節部のそれぞれの温度調節量を個別に制御する調節量制御部（調節量制御部２５０）とをさらに備える。前記調節量制御部は、消灯された固体光源に対応する温度調節部の温度調節量を、消灯されていない固体光源に対応する温度調節部の温度調節量よりも減少する。

第１の特徴において、映像表示装置は、前記固体光源として設けられており、マトリックス状に配置された複数の固体光源を備える。前記光源制御部は、前記バックライト制御処理において消灯する固体光源として、前記複数の固体光源の中心点に対して点対称に配置された固体光源を選択する。

第２の特徴に係る投写型映像表示装置は、固体光源と、フレームを構成する複数の画素毎の映像信号に基づいて、前記固体光源から出射された光を変調する光変調素子と、前記光変調素子から出射された光を投射する投写光学系とを備える。投写型映像表示装置は、前記固体光源から出射される光量を制御する光源制御部と、前記複数の画素毎の映像信号の信号値を制御する素子制御部と、前記固体光源から出射される光量を減少するバックライト制御処理として、第１バックライト制御処理又は第２バックライト制御処理を選択する選択部とを備える。前記光源制御部は、前記選択部によって前記第１バックライト制御処理が選択された場合に、前記複数の画素毎の映像信号に基づいて算出される輝度の度数を高輝度側から取得して、取得された度数が所定数に達する第１輝度に基づいて、前記固体光源から出射される光量の減少量を算出する。前記光源制御部は、前記選択部によって前記第２バックライト制御処理が選択された場合に、前記複数の画素毎の映像信号に基づいて算出される輝度の最高輝度を取得して、取得された最高輝度から所定輝度低い第２輝度に基づいて、前記固体光源から出射される光量の減少量を算出する。前記選択部は、前記第１バックライト制御処理及び前記第２バックライト制御処理のうち、前記固体光源から出射される光量の減少量が少ないバックライト制御処理を選択する。前記素子制御部は、前記バックライト制御処理において、前記固体光源から出射される光量の減少量に基づいて、前記複数の画素毎の映像信号の信号値を増大する。

本発明によれば、省電力化を十分に図るとともに、階調つぶれを抑制することを可能とする映像表示装置及び投写型映像表示装置を提供することができる。

以下において、本発明の実施形態に係る映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［実施形態の概要］
実施形態に係る映像表示装置は、固体光源と、フレームを構成する複数の画素毎の映像信号に基づいて、固体光源から出射された光を変調する光変調素子とを備える。映像表示装置は、固体光源から出射される光量を制御する光源制御部と、複数の画素毎の映像信号の信号値を制御する素子制御部と、固体光源から出射される光量を減少するバックライト制御処理として、第１バックライト制御処理又は第２バックライト制御処理を選択する選択部とを備える。

光源制御部は、選択部によって第１バックライト制御処理が選択された場合に、複数の画素毎の映像信号に基づいて算出される輝度の度数を高輝度側から取得して、取得された度数が所定数に達する第１輝度に基づいて、固体光源から出射される光量の減少量を算出する。

光源制御部は、選択部によって第２バックライト制御処理が選択された場合に、複数の画素毎の映像信号に基づいて算出される輝度の最高輝度を取得して、取得された最高輝度から所定輝度低い第２輝度に基づいて、固体光源から出射される光量の減少量を算出する。

選択部は、第１バックライト制御処理及び第２バックライト制御処理のうち、固体光源から出射される光量の減少量が少ないバックライト制御処理を選択する。

素子制御部は、バックライト制御処理において、固体光源から出射される光量の減少量に基づいて、複数の画素毎の映像信号の信号値を増大する。

実施形態では、選択部は、第１バックライト制御処理及び第２バックライト制御処理のうち、固体光源から出射される光量の減少量が少ないバックライト制御処理を選択する。従って、階調つぶれを抑制することができる。

実施形態では、第１バックライト制御処理において、固体光源から出射される光量の減少量は、最高輝度よりも低い第１輝度に基づいて算出される。第２バックライト制御処理において、固体光源から出射される光量の減少量は、最高輝度よりも低い第２輝度に基づいて算出される。従って、省電力化を十分に図ることができる。

以下においては、映像表示装置として、投写型映像表示装置を例示する。しかしながら、映像表示装置が投写型映像表示装置に限定されないことは勿論である。具体的には、映像表示装置は、液晶テレビなどのように、他の表示装置であってもよい。

実施形態では、赤、緑及び青の固体光源が個別に設けられている。従って、映像信号に基づいて算出される輝度として、赤の輝度、緑の輝度及び青の輝度を個別に取得することに留意すべきである。

［第１実施形態］
（投写型映像表示装置の構成）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。

図１に示すように、投写型映像表示装置１００は、光源ユニット１０と、温度調節ユニット２０と、シリンドリカルレンズ３０と、フライアイレンズユニット４０と、コンデンサレンズ群５０と、液晶パネル６０と、クロスダイクロイックミラー７０と、投写光学系８０とを有する。

光源ユニット１０は、赤、緑及び青の色毎に設けられている。すなわち、光源ユニット１０は、光源ユニット１０Ｒと、光源ユニット１０Ｇと、光源ユニット１０Ｂとを含む。各光源ユニット１０は、複数の固体光源１１を有する。固体光源１１は、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｔｈ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）である。

光源ユニット１０Ｒは、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒによって構成される。

光源ユニット１０Ｇは、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇによって構成される。光源ユニット１０Ｂは、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂによって構成される。

なお、各光源ユニット１０に設けられた固体光源１１の数は限定されるものではない。各光源ユニット１０に設けられた固体光源１１は単数であってもよい。

温度調節ユニット２０は、赤、緑及び青の色毎に設けられている。すなわち、温度調節ユニット２０は、温度調節ユニット２０Ｒと、温度調節ユニット２０Ｇと、温度調節ユニット２０Ｂとを含む。各温度調節ユニット２０は、複数の温度調節部２１を有する。温度調節部２１は、例えば、ペルチェ素子や送風ファンなどの冷却部である。また、温度調節部２１は、ヒータなどの加熱部であってもよい。

温度調節ユニット２０Ｒは、温度調節部２１−１Ｒ〜温度調節部２１−４Ｒによって構成される。温度調節部２１−１Ｒ〜温度調節部２１−４Ｒは、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒのそれぞれに応じて設けられる。温度調節部２１−１Ｒ〜温度調節部２１−４Ｒは、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒのそれぞれの温度を調節する。

温度調節ユニット２０Ｇは、温度調節部２１−１Ｇ〜温度調節部２１−４Ｇによって構成される。温度調節部２１−１Ｇ〜温度調節部２１−４Ｇは、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇのそれぞれに応じて設けられる。温度調節部２１−１Ｇ〜温度調節部２１−４Ｇは、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇのそれぞれの温度を調節する。

温度調節ユニット２０Ｂは、温度調節部２１−１Ｂ〜温度調節部２１−４Ｂによって構成される。温度調節部２１−１Ｂ〜温度調節部２１−４Ｂは、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂのそれぞれに応じて設けられる。温度調節部２１−１Ｂ〜温度調節部２１−４Ｂは、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂのそれぞれの温度を調節する。

シリンドリカルレンズ３０は、赤、緑及び青の色毎に設けられている。すなわち、シリンドリカルレンズ３０は、シリンドリカルレンズ３０Ｒと、シリンドリカルレンズ３０Ｇと、シリンドリカルレンズ３０Ｂとを含む。

シリンドリカルレンズ３０Ｒは、光源ユニット１０Ｒから出射された赤成分光の偏光状態を揃える。また、シリンドリカルレンズ３０Ｒは、直線状の赤成分光を形成する。

シリンドリカルレンズ３０Ｇは、光源ユニット１０Ｇから出射された緑成分光の偏光状態を揃える。シリンドリカルレンズ３０Ｇは、直線状の緑成分光を形成する。

シリンドリカルレンズ３０Ｂは、光源ユニット１０Ｂから出射された青成分光の偏光状態を揃える。シリンドリカルレンズ３０Ｂは、直線状の青成分光を形成する。

フライアイレンズユニット４０は、赤、緑及び青の色毎に設けられている。すなわち、シリンドリカルレンズ３０は、フライアイレンズユニット４０Ｒと、フライアイレンズユニット４０Ｇと、フライアイレンズユニット４０Ｂとを含む。

フライアイレンズユニット４０Ｒは、フライアイレンズ４１Ｒ及びフライアイレンズ４２Ｒによって構成される。フライアイレンズ４１Ｒ及びフライアイレンズ４２Ｒは、それぞれ、複数の微少レンズによって構成される。各微少レンズは、光源ユニット１０Ｒから出射された赤成分光が液晶パネル６０Ｒの全面に照射されるように、光源ユニット１０Ｒから出射された赤成分光を集光する。

フライアイレンズユニット４０Ｇは、フライアイレンズ４１Ｇ及びフライアイレンズ４２Ｇによって構成される。フライアイレンズ４１Ｇ及びフライアイレンズ４２Ｇは、それぞれ、複数の微少レンズによって構成される。各微少レンズは、光源ユニット１０Ｇから出射された緑成分光が液晶パネル６０Ｇの全面に照射されるように、光源ユニット１０Ｇから出射された緑成分光を集光する。

フライアイレンズユニット４０Ｂは、フライアイレンズ４１Ｂ及びフライアイレンズ４２Ｂによって構成される。フライアイレンズ４１Ｂ及びフライアイレンズ４２Ｂは、それぞれ、複数の微少レンズによって構成される。各微少レンズは、光源ユニット１０Ｂから出射された青成分光が液晶パネル６０Ｂの全面に照射されるように、光源ユニット１０Ｂから出射された青成分光を集光する。

コンデンサレンズ群５０は、赤、緑及び青の色毎に設けられている。すなわち、コンデンサレンズ群５０は、コンデンサレンズ群５０Ｒと、コンデンサレンズ群５０Ｇと、コンデンサレンズ群５０Ｂとを含む。

コンデンサレンズ群５０Ｒは、コンデンサレンズ５１Ｒ及びコンデンサレンズ５２Ｒによって構成される。コンデンサレンズ５１Ｒ及びコンデンサレンズ５２Ｒは、光源ユニット１０Ｒから出射された赤成分光を集光する。

コンデンサレンズ群５０Ｇは、コンデンサレンズ５１Ｇ及びコンデンサレンズ５２Ｇによって構成される。コンデンサレンズ５１Ｇ及びコンデンサレンズ５２Ｇは、光源ユニット１０Ｇから出射された緑成分光を集光する。

コンデンサレンズ群５０Ｂは、コンデンサレンズ５１Ｂ及びコンデンサレンズ５２Ｂによって構成される。コンデンサレンズ５１Ｂ及びコンデンサレンズ５２Ｂは、光源ユニット１０Ｂから出射された青成分光を集光する。

液晶パネル６０は、赤、緑及び青の色毎に設けられている。すなわち、液晶パネル６０は、液晶パネル６０Ｒと、液晶パネル６０Ｇと、液晶パネル６０Ｂとを含む。

液晶パネル６０Ｒは、赤出力信号Ｒ_ｏｕｔに基づいて、光源ユニット１０Ｒから出射された赤成分光を変調する光変調素子である。

液晶パネル６０Ｇは、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔに基づいて、光源ユニット１０Ｇから出射された緑成分光を変調する光変調素子である。

液晶パネル６０Ｂは、青出力信号Ｂ_ｏｕｔに基づいて、光源ユニット１０Ｂから出射された青成分光を変調する光変調素子である。

なお、赤出力信号Ｒ_ｏｕｔ、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔ及び青出力信号Ｂ_ｏｕｔは、映像出力信号を構成する。映像出力信号は、１フレームを構成する複数の画素毎の信号である。従って、液晶パネル６０Ｒ、液晶パネル６０Ｇ及び液晶パネル６０Ｂは、それぞれ、複数の画素毎に色成分光を変調する。

クロスダイクロイックミラー７０は、各液晶パネル６０から出射された色成分光を合成する。クロスダイクロイックミラー７０は、合成光を投写光学系８０側に出射する。

投写光学系８０は、クロスダイクロイックミラー７０から出射された合成光をスクリーン（不図示）などに投写する。

（制御ユニットの構成）
以下において、第１実施形態に係る制御ユニットについて、図面を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。制御ユニット２００は、投写型映像表示装置１００に設けられており、投写型映像表示装置１００を制御する。

図２に示すように、制御ユニット２００は、映像信号受付部２１０と、バックライト前処理部２２０と、光源制御部２３０と、素子制御部２４０とを有する。

映像信号受付部２１０は、ＤＶＤやＴＶチューナなどの外部装置（不図示）から映像入力信号を受付ける。映像入力信号は、赤入力信号Ｒ_ｉｎ、緑入力信号Ｇ_ｉｎ及び青入力信号Ｂ_ｉｎを含む。映像入力信号は、１フレームを構成する複数の画素毎に入力される信号である。

バックライト前処理部２２０は、バックライト制御処理の前処理を行う。バックライト制御処理は、映像入力信号に基づいて算出される輝度に基づいて、光源ユニット１０から出射される光量を減少する処理である。また、バックライト制御処理は、光源ユニット１０から出射される光量の減少量に応じて、映像信号を増大する処理である。ここで、バックライト制御処理は、赤、緑及び青の色毎に行われることに留意すべきである。

なお、映像信号の増大は、後述するように、映像入力信号を映像出力信号に変換する変換曲線の制御によって実現される。

バックライト前処理部２２０は、目標輝度Ｌ_Ｔ及び最大輝度Ｌ_ＭＡＸを算出し、光源制御部２３０及び素子制御部２４０に出力する。上述したように、バックライト制御処理が、赤、緑及び青の色毎に行われるため、目標輝度Ｌ_Ｔ及び最大輝度Ｌ_ＭＡＸは、赤、緑及び青の色毎に算出されることに留意すべきである。

目標輝度Ｌ_Ｔは、映像入力信号に基づいて算出され、バックライト制御処理に用いられる。具体的には、目標輝度Ｌ_Ｔの算出方法としては、後述するように、２種類の算出方法が存在する。

第１手法では、複数の画素毎の映像入力信号に基づいて算出される輝度の度数を高輝度側から取得して、取得された度数が所定数に達する第１輝度Ｌ_１が目標輝度Ｌ_Ｔとして算出される。以下においては、第１輝度Ｌ_１を用いたバックライト制御処理を第１バックライト制御処理と称する。

第２手法では、複数の画素毎の映像入力信号に基づいて算出される輝度の最高輝度を取得して、取得された最高輝度から所定輝度低い第２輝度Ｌ_２が目標輝度Ｌ_Ｔとして算出される。以下においては、第２輝度Ｌ_２を用いたバックライト制御処理を第２バックライト制御処理と称する。

最大輝度Ｌ_ＭＡＸは、映像入力信号に基づいて算出され、バックライト制御処理に用いられる。具体的には、最大輝度Ｌ_ＭＡＸは、映像入力信号に基づいて算出される輝度の最大輝度である。

なお、バックライト前処理部２２０の詳細については後述する（図３〜図５を参照）。

光源制御部２３０は、光源ユニット１０から出射される光量を、赤、緑及び青の色毎に制御する。具体的には、光源制御部２３０は、各光源ユニット１０から出射される光量が目標輝度Ｌ_Ｔに相当する光量となるように各光源ユニット１０を制御する。

光源制御部２３０は、赤用に算出された目標輝度Ｌ_ＴＲに基づいて、光源ユニット１０Ｒから出射される光量の減少量を算出する。ここでは、減少量は、光源ユニット１０Ｒから出射される赤成分光の最大光量からの減少量である。

なお、光源制御部２３０は、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒから出射される光量が目標輝度Ｌ_ＴＲとなるように、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒから出射される光量を一律に減少してもよい。また、光源制御部２３０は、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒから出射される光量が目標輝度Ｌ_ＴＲとなるように、固体光源１１−１Ｒ〜固体光源１１−４Ｒのうち、発光効率が悪い固体光源から出射される光量を優先的に減少してもよい。

同様に、光源制御部２３０は、緑用に算出された目標輝度Ｌ_ＴＧに基づいて、光源ユニット１０Ｇから出射される光量の減少量を算出する。ここでは、減少量は、光源ユニット１０Ｇから出射される緑成分光の最大光量からの減少量である。

なお、光源制御部２３０は、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇから出射される光量が目標輝度Ｌ_ＴＧとなるように、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇから出射される光量を一律に減少してもよい。また、光源制御部２３０は、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇから出射される光量が目標輝度Ｌ_ＴＧとなるように、固体光源１０−１Ｇ〜固体光源１０−４Ｇのうち、発光効率が悪い固体光源から出射される光量を優先的に減少してもよい。

光源制御部２３０は、青用に算出された目標輝度Ｌ_ＴＢに基づいて、光源ユニット１０Ｂから出射される光量の減少量を算出する。ここでは、減少量は、光源ユニット１０Ｂから出射される青成分光の最大光量からの減少量である。

なお、光源制御部２３０は、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂから出射される光量が目標輝度Ｌ_ＴＢとなるように、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂから出射される光量を一律に減少してもよい。また、光源制御部２３０は、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂから出射される光量が目標輝度Ｌ_ＴＢとなるように、固体光源１０−１Ｂ〜固体光源１０−４Ｂのうち、発光効率が悪い固体光源から出射される光量を優先的に減少してもよい。

素子制御部２４０は、複数の画素毎の映像信号の信号値を、赤、緑及び青の色毎に制御する。具体的には、素子制御部２４０は、複数の画素毎の映像入力信号を複数の画素毎の映像出力信号に変換する。すなわち、素子制御部２４０は、赤入力信号Ｒ_ｉｎを赤出力信号Ｒ_ｏｕｔに変換する。同様に、素子制御部２４０は、緑入力信号Ｇ_ｉｎを緑出力信号Ｇ_ｏｕｔに変換し、青入力信号Ｂ_ｉｎを青出力信号Ｂ_ｏｕｔに変換する。

素子制御部２４０は、赤用に算出された目標輝度Ｌ_ＴＲ及び最大輝度Ｌ_ＭＡＸＲに基づいて、赤出力信号Ｒ_ｏｕｔが赤入力信号Ｒ_ｉｎよりも大きくなるように、赤入力信号Ｒ_ｉｎを赤出力信号Ｒ_ｏｕｔに変換する。

同様に、素子制御部２４０は、緑用に算出された目標輝度Ｌ_ＴＧ及び最大輝度Ｌ_ＭＡＸＧに基づいて、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔが緑入力信号Ｇ_ｉｎよりも大きくなるように、緑入力信号Ｇ_ｉｎを緑出力信号Ｇ_ｏｕｔに変換する。

素子制御部２４０は、青用に算出された目標輝度Ｌ_ＴＢ及び最大輝度Ｌ_ＭＡＸＢに基づいて、青出力信号Ｂ_ｏｕｔが青入力信号Ｂ_ｉｎよりも大きくなるように、青入力信号Ｂ_ｉｎを青出力信号Ｂ_ｏｕｔに変換する。

なお、素子制御部２４０の詳細については後述する（図６を参照）。

（バックライト前処理部の構成）
以下において、第１実施形態に係るバックライト前処理部について、図面を参照しながら説明する。図３は、第１実施形態に係るバックライト前処理部２２０を示すブロック図である。

図３に示すように、バックライト前処理部２２０は、ヒストグラム生成部２２１と、第１処理部２２２と、第２処理部２２３と、選択部２２４とを有する。

ヒストグラム生成部２２１は、映像入力信号に基づいて、複数の画素の輝度の度数を計数し、複数の画素の輝度のヒストグラムを生成する。ヒストグラム生成部２２１は、赤、緑及び青の色毎にヒストグラムを生成する。

第１処理部２２２は、第１バックライト制御処理に係る第１輝度Ｌ_１を、赤、緑及び青の色毎に算出する。具体的には、第１処理部２２２は、ヒストグラム生成部２２１によって生成されたヒストグラムに基づいて、第１輝度Ｌ_１を算出する。

例えば、図４に示すように、第１処理部２２２は、複数の画素毎の映像入力信号に基づいて算出される輝度の度数を高輝度側から取得して、取得された度数が所定数に達する第１輝度Ｌ_１を算出する。換言すると、第１処理部２２２は、面積Ｓ_１と面積Ｓ_２との比率が所定比率α（０≦α＜１）となる輝度を第１輝度Ｌ_１として算出する。

なお、第１実施形態では、面積Ｓ_１と面積Ｓ_２との比率αは、Ｓ_２／（Ｓ_１＋Ｓ_２）で表される。

第２処理部２２３は、第２バックライト制御処理に係る第２輝度Ｌ_２を、赤、緑及び青の色毎に算出する。具体的には、第２処理部２２３は、ヒストグラム生成部２２１によって生成されたヒストグラムに基づいて、第２輝度Ｌ_２を算出する。

例えば、図５に示すように、第２処理部２２３は、複数の画素毎の映像入力信号に基づいて算出される輝度の最大輝度Ｌ_ＭＡＸを取得して、取得された最高輝度から所定輝度低い第２輝度Ｌ_２を算出する。例えば、第２処理部２２３は、最大輝度Ｌ_ＭＡＸに所定比率β（０≦β＜１）を乗算して得られる輝度を第２輝度Ｌ_２として算出する。

選択部２２４は、第１バックライト制御処理及び第２バックライト制御処理のうち、光源ユニット１０から出射される光量の減少量が少ないバックライト制御処理を選択する。すなわち、選択部２２４は、第１輝度Ｌ_１及び第２輝度Ｌ_２のうち、大きい輝度を目標輝度Ｌ_Ｔとして選択する。なお、目標輝度Ｌ_Ｔが大きいほど、光源ユニット１０から出射される光量の減少量が少ないことに留意すべきである。

上述した光源制御部２３０及び素子制御部２４０は、選択部２２４によって選択された目標輝度Ｌ_Ｔに基づいて、バックライト制御処理を実行する。すなわち、光源制御部２３０及び素子制御部２４０は、選択部２２４によって選択されたバックライト制御処理を実行する。

（素子制御部の構成）
以下において、第１実施形態に係る素子制御部について、図面を参照しながら説明する。図６は、素子制御部２４０による映像信号の変換を説明するための図である。

図６に示すように、バックライト制御処理が行われない場合には、映像入力信号（Ｓ_ｉｎ）と映像出力信号（Ｓ_ｏｕｔ）との変換率が１対１であることを前提とする。

このような関係を前提として、バックライト制御処理が行われる場合には、映像入力信号（Ｓ_ｉｎ）と映像出力信号（Ｓ_ｏｕｔ）との変換率は、以下の式によって表される。

（投写型映像表示装置の動作）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図７は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示すフロー図である。ここでは、第１輝度Ｌ_１の算出方法、すなわち、第１処理部２２２の動作について説明する。

図７に示すように、ステップ１０において、第１処理部２２２は、カウンタＣに“０”をセットする。カウンタＣは、輝度の度数をカウントする。

ステップ１１において、第１処理部２２２は、カウンタＭに“２５５”をセットする。ここでは、映像信号に基づいて算出される輝度の最大値が“２５５”であるケースを例示しているに過ぎない。

ステップ１２において、第１処理部２２２は、Ｈ（Ｍ）が“０”であるか否かを判定する。Ｈ（Ｍ）は、ヒストグラム生成部２２１によって生成されたヒストグラムにおいて、カウンタＭの値に対応する輝度の度数である。第１処理部２２２は、Ｈ（Ｍ）が“０”である場合には、ステップ１３の処理に移る。一方で、第１処理部２２２は、Ｈ（Ｍ）が“０”でない場合には、ステップ１４の処理に移る。

ステップ１３において、第１処理部２２２は、カウンタＭから“１”を減算する。

ステップ１４において、第１処理部２２２は、カウンタＭの値を最大輝度Ｌ_ＭＡＸとしてセットする。

ステップ１５において、第１処理部２２２は、カウンタＣにＨ（Ｍ）を加えた場合に、Ｃ／Ｃ_{Ｔｏｔａｌ}≧αが満たされるか否かを判定する。第１処理部２２２は、Ｃ／Ｃ_{Ｔｏｔａｌ}≧αが満たされる場合には、ステップ１６の処理に移る。一方で、第１処理部２２２は、Ｃ／Ｃ_{Ｔｏｔａｌ}≧αが満たされない場合には、ステップ１７の処理に移る。

なお、Ｃ_{Ｔｏｔａｌ}は、総画素数である。すなわち、“Ｃ／Ｃ_{Ｔｏｔａｌ}”は、上述した“Ｓ_２／（Ｓ_１＋Ｓ_２）”と同義である。

ステップ１６において、第１処理部２２２は、カウンタＭの値に対応する輝度を第１輝度Ｌ_１としてセットする。

ステップ１７において、第１処理部２２２は、カウンタＣにＨ（Ｍ）を加算する。

ステップ１８において、第１処理部２２２は、カウンタＭから“１”を減算する。

ステップ１０〜ステップ１８に示したように、第１処理部２２２は、複数の画素毎の映像入力信号に基づいて算出される輝度の度数を高輝度側から取得して、取得された度数が所定数に達する第１輝度Ｌ_１を算出する。

（作用及び効果）
第１実施形態では、選択部２２４は、第１バックライト制御処理及び第２バックライト制御処理のうち、固体光源１１から出射される光量の減少量が少ないバックライト制御処理を選択する。従って、階調つぶれを抑制することができる。

実施形態では、第１バックライト制御処理において、固体光源から出射される光量の減少量は、最高輝度よりも低い第１輝度に基づいて算出される。第２バックライト制御処理において、固体光源から出射される光量の減少量は、最高輝度よりも低い第２輝度に基づいて算出される。従って、省電力化を十分に図ることができる。

［変更例１］
以下において、第１実施形態の変更例１について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態との相違点について主として説明する。

具体的には、変更例１では、制御ユニット２００は、バックライト制御処理において、消灯された固体光源１１に対応する温度調節部２１の温度調節量を、消灯されていない固体光源１１に対応する温度調節部２１の温度調節量よりも減少する。

（制御ユニットの構成）
以下において、変更例１に係る制御ユニットについて、図面を参照しながら説明する。図８は、変更例１に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。制御ユニット２００は、投写型映像表示装置１００に設けられており、投写型映像表示装置１００を制御する。

図８に示すように、制御ユニット２００は、図２に示した構成に加えて、調節量制御部２５０を有する。調節量制御部２５０は、温度調節ユニット２０に設けられた複数の温度調節部を個別に制御する。

第１に、調節量制御部２５０は、バックライト制御処理において消灯される固体光源を識別する情報を光源制御部２３０から取得する。

第２に、調節量制御部２５０は、消灯された固体光源１１に対応する温度調節部２１の温度調節量を、消灯されていない固体光源１１に対応する温度調節部２１の温度調節量よりも減少する。

具体的には、温度調節ユニット２０に設けられた温度調節部２１が冷却部であり、各温度調節部２１が光源ユニット１０に設けられた複数の固体光源を冷却するケースについて例示する。このようなケースは、例えば、投写型映像表示装置１００の環境温度が高いケースである。このようなケースにおいては、調節量制御部２５０は、消灯された固体光源１１に対応する温度調節部２１の冷却量（温度調節量）を減少する。

従って、消灯された固体光源１１の温度は、消灯されていない固体光源１１の温度よりも上昇するが、消灯された固体光源１１に対応する温度調節部２１の消費電力は軽減される。

一方で、温度調節ユニット２０に設けられた温度調節部２１が加熱部であり、各温度調節部２１が光源ユニット１０に設けられた複数の固体光源を加熱するケースについて例示する。このようなケースは、例えば、投写型映像表示装置１００の環境温度が低いケースである。このようなケースにおいては、調節量制御部２５０は、消灯された固体光源１１に対応する温度調節部２１の加熱量（温度調節量）を減少する。

従って、消灯された固体光源１１の温度は、消灯されていない固体光源１１の温度よりも下降するが、消灯された固体光源１１に対応する温度調節部２１の消費電力は軽減される。

（固体光源の光量）
以下において、変更例１に係る固体光源の光量について、図面を参照しながら説明する。図９及び図１０は、変更例１に係る固体光源の光量について説明するための図である。

第１に、バックライト制御処理が行われていない場合に、各固体光源から出射される光量について、図９を参照しながら説明する。ここで、各固体光源には一定の電力が供給されているものとする。また、投写型映像表示装置１００の環境温度が２５℃であるものとする。

図９に示すように、各固体光源の経年劣化等によって、各固体光源から出射される光量がばらついている。すなわち、各固体光源の発光効率が異なっている。なお、図９では、各固体光源の番号（＃１〜＃Ｎ）は、発光効率が高い順に割り振られている。

ここで、各固体光源の温度は、各温度調節部２１によって、投写型映像表示装置１００の環境温度よりも低い２０℃に調節されている。

第２に、図９に示す状態において、バックライト制御処理が行われた場合に、各固体光源から出射される光量について、図１０を参照しながら説明する。

図１０に示すように、バックライト制御処理では、光源ユニット１０から出射される光量が目標輝度Ｌ_Ｔに相当する光量となるまで、発光効率が悪い固体光源から順に消灯する。なお、＃４の固体光源１１については、目標輝度Ｌ_Ｔに相当する光量が得られるように、＃４の固体光源１１を消灯せずに、＃４の固体光源１１から出射される光量が絞られる。

ここで、消灯されていな固体光源１１の温度は、図９に示した状態と同様に、投写型映像表示装置１００の環境温度よりも低い２０℃に調節されている。一方で、消灯された固体光源１１に対応する温度調節部２１の温度調節量が減少するため、消灯された固体光源１１の温度は、投写型映像表示装置１００の環境温度と同じ２５℃である。

（投写型映像表示装置の動作）
以下において、変更例１に係る投写型映像表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図１１及び図１２は、変更例１に係る投写型映像表示装置１００の動作を示すフロー図である。ここでは、バックライト制御処理において、光源ユニット１０から出射される光量の制御方法、温度調節ユニット２０の温度調節量を制御する方法について説明する。

図１１に示すように、ステップ２０において、制御ユニット２００は、第１輝度Ｌ_１又は第２輝度Ｌ_２のうち、大きい輝度を目標輝度Ｌ_Ｔとして選択する。続いて、制御ユニット２００は、目標輝度Ｌ_Ｔに相当する光量を目標光量ＬＡ_Ｔとしてセットする。

ステップ２１において、制御ユニット２００は、現在、光源ユニット１０から出射される光量を現在光量ＬＡ_Ｃとしてセットする。

ステップ２２において、制御ユニット２００は、光源ユニット１０に設けられた固体光源の中で点灯中の固体光源のうち、最も発光効率が悪い固体光源の番号Ｎをセットする。ここでは、各固体光源の番号は、発光効率が悪い順に割り振られているものとする。

ステップ２３において、制御ユニット２００は、現在光量ＬＡ_Ｃが目標光量ＬＡ_Ｔよりも大きいか否かを判定する。制御ユニット２００は、現在光量ＬＡ_Ｃが目標光量ＬＡ_Ｔよりも大きい場合に、ステップ２４の処理に移る。一方で、制御ユニット２００は、現在光量ＬＡ_Ｃが目標光量ＬＡ_Ｔ以下である場合に、ステップ２９の処理に移る（図１２を参照）。

ステップ２４において、制御ユニット２００は、仮定光量ＬＡ_Ｘが目標光量ＬＡ_Ｔ以下となるか否かを判定する。制御ユニット２００は、仮定光量ＬＡ_Ｘが目標光量ＬＡ_Ｔ以下となる場合には、ステップ２５の処理に移る。一方で、制御ユニット２００は、仮定光量ＬＡ_Ｘが目標光量ＬＡ_Ｔ以下とならない場合には、ステップ２８の処理に移る。

なお、仮定光量ＬＡ_Ｘは、番号Ｎの固体光源を消灯したと仮定した場合に、光源ユニット１０から出射される光量である。

ステップ２５において、制御ユニット２００は、番号Ｎの固体光源の光量（ＬＡ（Ｎ））を最小化する。すなわち、制御ユニット２００は、番号Ｎの固体光源を消灯する。

ステップ２６において、制御ユニット２００は、番号Ｎの固体光源に対応する温度調節部２１の温度調節量を減少する。

ステップ２７において、制御ユニット２００は、番号Ｎから“１”を減算する。

ステップ２８において、制御ユニット２００は、現在光量ＬＡ_Ｃから目標光量ＬＡ_Ｔを除いた差分（すなわち、超過光量）を番号Ｎの固体光源の光量（ＬＡ（Ｎ））から減算する。続いて、制御ユニット２００は、ステップ２０の処理に戻る。

ステップ２９において、制御ユニット２００は、目標光量ＬＡ_Ｔから現在光量ＬＡ_Ｃを除いた差分（すなわち、不足光量）から番号Ｎの固体光源の光量（ＬＡ（Ｎ））を除いた光量よりも番号Ｎの固体光源の最大光量（ＬＡ_ＭＡＸ（Ｎ））が小さいか否かを判定する。すなわち、制御ユニット２００は、番号Ｎの固体光源を最大光量で点灯した場合に、目標光量ＬＡ_Ｔが得られるか否かを判定する。

制御ユニット２００は、目標光量ＬＡ_Ｔが得られない場合には、ステップ３０の処理に移る。一方で、制御ユニット２００は、目標光量ＬＡ_Ｔが得られる場合には、ステップ３３の処理に移る。

ステップ３０において、制御ユニット２００は、番号Ｎの固体光源の光量（ＬＡ（Ｎ））を最大化する。なお、制御ユニット２００は、番号Ｎの固体光源が消灯されていた場合には、番号Ｎの固体光源を最大光量で点灯する。

ステップ３１において、制御ユニット２００は、番号Ｎの固体光源に対応する温度調節部２１の温度調節量を増大する。なお、番号Ｎの固体光源が既に点灯されている場合には、ステップ３１の処理は省略されてもよい。

ステップ３２において、番号Ｎに“１”を加算する。

ステップ３３において、制御ユニット２００は、目標光量ＬＡ_Ｔから現在光量ＬＡ_Ｃを除いた差分（すなわち、不足光量）を番号Ｎの固体光源の光量（ＬＡ（Ｎ））に加算する。続いて、制御ユニット２００は、ステップ２０の処理に戻る。

（作用及び効果）
変更例１では、調節量制御部２５０は、バックライト制御処理において、消灯された固体光源１１に対応する温度調節部２１の温度調節量を、消灯されていない固体光源１１に対応する温度調節部２１の温度調節量よりも減少する。従って、固体光源１１の劣化を抑制しながら、消費電力をさらに低減することができる。

［変更例２］
以下において、第１実施形態の変更例２について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態との相違点について主として説明する。

具体的には、変更例２では、光源ユニット１０は、マトリックス状に配置された複数の固体光源を有する。光源制御部２３０は、バックライト制御処理において消灯する固体光源として、複数の固体光源１１の中心点に対して点対称に配置された固体光源を選択する。

（固体光源の消灯順序）
以下において、変更例２に係る固体光源の消灯順序について、図面を参照しながら説明する。図１３は、変更例２に係る固体光源の消灯順序について説明するための図である。

図１３に示すように、光源ユニット１０は、マトリックス状に配置された複数の固体光源を有する。ここでは、各固体光源が座標（Ｘ，Ｙ）で識別されるケースについて例示する。光源制御部２３０は、バックライト制御処理において消灯する固体光源として、複数の固体光源１１の中心点Ｏに対して点対称に配置された固体光源を選択する。

例えば、２つの固体光源を消灯するケースでは、（１，４）及び（６，１）の座標を有する固体光源が消灯される。４つの固体光源を消灯するケースでは、（１，４）及び（６，１）の座標を有する固体光源に加えて、（１，１）及び（６，４）の座標を有する固体光源が消灯される。

なお、図１３では、バックライト制御処理において消灯する固体光源の選択順序を例示しているに過ぎない。バックライト制御処理において消灯する固体光源の選択順序は、他の順序であってもよいことは勿論である。

（作用及び効果）
変更例２では、光源制御部２３０は、バックライト制御処理において消灯する固体光源として、複数の固体光源１１の中心点Ｏに対して点対称に配置された固体光源を選択する。従って、バックライト制御処理において固体光源を消灯する場合であっても、液晶パネル６０に照射される光量のムラを抑制することができる。

［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、光変調素子の一例として、透過型の液晶パネル６０について説明したが、光変調素子は、これに限定されるものではない。光変調素子は、反射型の液晶パネルやＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）であってもよい。

第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。 第１実施形態に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。 第１実施形態に係るバックライト前処理部２２０を示すブロック図である。 第１実施形態に係る第１輝度Ｌ_１の算出方法を説明するための図である。 第１実施形態に係る第２輝度Ｌ_２の算出方法を説明するための図である。 第１実施形態に係る素子制御部２４０による映像信号の変換を説明するための図である。 第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示すフロー図である。 変更例１に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。 変更例１に係る固体光源の光量について説明するための図である。 変更例１に係る固体光源の光量について説明するための図である。 変更例１に係る投写型映像表示装置１００の動作を示すフロー図である。 変更例１に係る投写型映像表示装置１００の動作を示すフロー図である。 変更例２に係る固体光源の消灯順序を説明するための図である。

符号の説明

１０・・・光源ユニット、１１・・・固体光源、２０・・・温度調節ユニット、２１・・・温度調節部、３０・・・シリンドリカルレンズ、４０・・・フライアイレンズユニット、５０・・・コンデンサレンズ群、６０・・・液晶パネル、７０・・・クロスダイクロイックミラー、８０・・・投写光学系、１００・・・投写型映像表示装置、２００・・・制御ユニット、２１０・・・映像信号受付部、２２０・・・バックライト前処理部、２２１・・・ヒストグラム生成部、２２２・・・第１処理部、２２３・・・第２処理部、２２４・・・選択部、２３０・・・光源制御部、２４０・・・素子制御部、２５０・・・調節量制御部

Claims (4)

1. 固体光源と、フレームを構成する複数の画素毎の映像信号に基づいて、前記固体光源から出射された光を変調する光変調素子とを備えた映像表示装置であって、
   前記固体光源から出射される光量を制御する光源制御部と、
   前記複数の画素毎の映像信号の信号値を制御する素子制御部と、
   前記固体光源から出射される光量を減少するバックライト制御処理として、第１バックライト制御処理又は第２バックライト制御処理を選択する選択部とを備え、
   前記光源制御部は、前記選択部によって前記第１バックライト制御処理が選択された場合に、前記複数の画素毎の映像信号に基づいて算出される輝度の度数を高輝度側から取得して、取得された度数が所定数に達する第１輝度に基づいて、前記固体光源から出射される光量の減少量を算出し、
   前記光源制御部は、前記選択部によって前記第２バックライト制御処理が選択された場合に、前記複数の画素毎の映像信号に基づいて算出される輝度の最高輝度を取得して、取得された最高輝度から所定輝度低い第２輝度に基づいて、前記固体光源から出射される光量の減少量を算出し、
   前記選択部は、前記第１バックライト制御処理及び前記第２バックライト制御処理のうち、前記固体光源から出射される光量の減少量が少ないバックライト制御処理を選択し、
   前記素子制御部は、前記バックライト制御処理において、前記固体光源から出射される光量の減少量に基づいて、前記複数の画素毎の映像信号の信号値を増大することを特徴とする映像表示装置。
2. 前記固体光源として設けられた複数の固体光源と、
   前記複数の固体光源のそれぞれに応じて設けられており、前記固体光源のそれぞれの温度を調節する複数の温度調節部と、
   前記複数の温度調節部のそれぞれの温度調節量を個別に制御する調節量制御部とをさらに備え、
   前記調節量制御部は、消灯された固体光源に対応する温度調節部の温度調節量を、消灯されていない固体光源に対応する温度調節部の温度調節量よりも減少することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
3. 前記固体光源として設けられており、マトリックス状に配置された複数の固体光源を備え、
   前記光源制御部は、前記バックライト制御処理において消灯する固体光源として、前記複数の固体光源の中心点に対して点対称に配置された固体光源を選択することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
4. 固体光源と、フレームを構成する複数の画素毎の映像信号に基づいて、前記固体光源から出射された光を変調する光変調素子と、前記光変調素子から出射された光を投射する投写光学系とを備えた投写型映像表示装置であって、
   前記固体光源から出射される光量を制御する光源制御部と、
   前記複数の画素毎の映像信号の信号値を制御する素子制御部と、
   前記固体光源から出射される光量を減少するバックライト制御処理として、第１バックライト制御処理又は第２バックライト制御処理を選択する選択部とを備え、
   前記光源制御部は、前記選択部によって前記第１バックライト制御処理が選択された場合に、前記複数の画素毎の映像信号に基づいて算出される輝度の度数を高輝度側から取得して、取得された度数が所定数に達する第１輝度に基づいて、前記固体光源から出射される光量の減少量を算出し、
   前記光源制御部は、前記選択部によって前記第２バックライト制御処理が選択された場合に、前記複数の画素毎の映像信号に基づいて算出される輝度の最高輝度を取得して、取得された最高輝度から所定輝度低い第２輝度に基づいて、前記固体光源から出射される光量の減少量を算出し、
   前記選択部は、前記第１バックライト制御処理及び前記第２バックライト制御処理のうち、前記固体光源から出射される光量の減少量が少ないバックライト制御処理を選択し、
   前記素子制御部は、前記バックライト制御処理において、前記固体光源から出射される光量の減少量に基づいて、前記複数の画素毎の映像信号の信号値を増大することを特徴とする投写型映像表示装置。

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