JP6186686B2 - 表示装置、投影装置、表示方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、例えばＤＬＰ（登録商標）方式のプロジェクタなどに好適な表示装置、投影装置、表示方法及びプログラムに関する。

カーオーディオ用の表示装置などにおいて、周囲の照度が瞬時に大きく変化した場合に、表示画面等が見難くなる不都合を解消するために、変化後の環境照度に対応する発光輝度となるように制御する技術が考えられている。（例えば、特許文献１）

特開２０１１−０２８１３６号公報

上記特許文献に記載された技術は、単に変化後の明るさに対応するべく発光輝度を一律に調整するようにした技術であるため、例えば環境の明るさが変化する過程等については考慮されておらず、ユーザが明るさの急激な変化に対処できないような事態もあり得る。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ユーザの目に負担をかけることなく適正な明るさで好適な表示を行なうことが可能な表示装置、投影装置、表示方法及びプログラムを提供することにある。

本発明の一態様は、画像を表示する表示手段と、環境光の照度を測定する照度測定手段と、上記照度測定手段で測定した照度に基づき、上記表示手段で画像の表示を開始する際の輝度上昇速度を決定する速度決定手段と、上記速度決定手段で決定した輝度上昇速度に基づいて上記表示手段での輝度を制御する表示制御手段とを具備し、上記表示手段は、画像を表示するための光を発する光源と、上記光源からの光を変調して画像を表示する表示素子とを含み、上記表示素子の階調に対する階調乗率を制御する階調乗率調整手段をさらに具備し、上記表示制御手段は、上記輝度上昇速度の大きさに応じて、上記階調乗率調整手段での階調乗率の変化速度を制御することで、上記表示手段での輝度を制御することを特徴とする。

本発明によれば、ユーザの目に負担をかけることなく適正な明るさで好適な表示を行なうことが可能となる。

本発明の一実施形態に係るプロジェクタ装置の外観構成を示す斜視図。 同実施形態に係るプロジェクタ装置の機能回路の構成を示すブロック図。 同実施形態に係る電源投入から電源切断に至る間の特に発光輝度と表示階調に関する詳細な処理内容を示すフローチャート。 同実施形態に係る電源投入から電源切断に至る間の特に発光輝度と表示階調に関する詳細な処理内容を示すフローチャート。 同実施形態に係る照度に対する制御内容を説明する図。 同実施形態に係る照度に対する制御内容を説明する図。 同実施形態に係る制御の内容を簡易に纏めた図。 本発明の他の実施形態に係る表示装置の構成例を示す図。

以下本発明をＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）（登録商標）方式のプロジェクタ装置に適用した場合の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るプロジェクタ装置１０の外観構成を示す斜視図である。同図に示すようにプロジェクタ装置１０は、直方体状の本体ケーシング１１の前面左端側に投影レンズ部１２及び測距部１３を設ける。

また、同じく本体ケーシング１１の前面の左端寄りにリモコン受光部１４を設ける。このリモコン受光部１４は、このプロジェクタ装置１０専用のリモートコントローラ（不図示）からの赤外線変調された操作信号を受信する。

さらに、本体ケーシング１１前面及び本体ケーシング１１の右側面に、図示する如く多数の通気孔１５，１５，…を形成する。これら通気孔１５，１５，…を介して、本体ケーシング１１内部に配置された冷却ファンの駆動により外部の空気を取り入れ、光源等で発生した熱を効率的に排出する。

また、本体ケーシング１１の上面にスピーカ部１６、キー入力／インジケータ部１７、及び照度検出部１８を設ける。スピーカ部１６は、画像信号と共に入力される音声信号に応じた音声や、このプロジェクタ装置１０の動作状態に応じた動作音／警告音等を出力する。

キー入力／インジケータ部１７は、上述した図示しないリモートコントローラと同様のキー構成を有するキー入力部と、このプロジェクタ装置１０の動作状態に応じた点灯／点滅を行なうインジケータ部とを同一エリア内に集中して配列している。

上記キー入力／インジケータ部１７のキー入力部は、例えば電源キー、ズームアップ／ダウンキー、フォーカスアップ／ダウンキー、メニューキー、カーソルキー、決定キー等のキー構成を有する。上記キー入力／インジケータ部１７のインジケータ部は、例えば電源パイロットランプ、光源温度ランプ等のＬＥＤ（発光ダイオード）によるインジケータランプを有する。

さらに、図示はしないが、本体ケーシング１１の背面には、各種画像信号をライン入力するための入力コネクタ類、パーソナルコンピュータやＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリと接続するためのＵＳＢ端子、上述したリモコン受光部１４と同様のリモコン受光部を備える。

また、本体ケーシング１１の下面には、本体ケーシング１１の姿勢角度を調整可能な調整脚部を含めた３本以上の脚部を備える。

次いで図２により上記プロジェクタ装置１０の概略機能構成について説明する。
入力部２１は、例えばビデオ入力端子、ＲＧＢ入力端子、ＶＧＡ端子、ＵＳＢ端子などにより構成される。入力部２１に入力された画像信号は、必要に応じてデジタル化された後に、システムバスＳＢを介して画像変換部２２に送られる。

画像変換部２２は、スケーラとも称され、入力される画像データを投影に適した所定のフォーマットの画像データに統一して投影処理部２３へ送る。

この際、上記ポイントマークＰＴを含むＯＳＤ（Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）用の各種動作状態を示すシンボル等のデータも必要に応じて画像変換部２２が画像データに重畳加工し、加工後の画像データを投影処理部２３へ送る。

投影処理部２３は、送られてきた画像データに応じて、所定のフォーマットに従ったフレームレート、例えば１２０［フレーム／秒］と色成分の分割数、及び表示階調数を乗算した、より高速な時分割駆動により、表示素子（空間的光変調素子）であるマイクロミラー素子２４を表示するべく駆動する。

このマイクロミラー素子２４は、当該マイクロミラー素子の有効画素領域にアレイ状に配列された複数、例えばＷＸＧＡ（Ｗｉｄｅ ｅＸｔｅｎｄｅｄ Ｇｒａｐｈｉｃ Ａｒｒａｙ）（横１２８０画素×縦８００画素）分の微小ミラーの各傾斜角度を個々に高速でオン／オフ動作して画像を表示することで、その反射光により光像を形成する。

一方で、光源部２５から時分割でＲ，Ｇ，Ｂの原色光を含む複数色の光が循環的に時分割で順次出射される。この光源部２５は、例えばＬＤ（半導体レーザ）及びＬＥＤ（発光ダイオード）等の半導体発光素子をもいる。この光源部２５からのからの光が、ミラー２６で全反射して上記マイクロミラー素子２４に照射される。

そして、マイクロミラー素子２４での反射光で光源光の色に応じた光像が形成され、形成された光像が上記投影レンズ部１２を介して、投影対象となるここでは図示しないスクリーンに投影表示される。

上記各回路の動作すべてをＣＰＵ２７が制御する。このＣＰＵ２７は、メインメモリ２８及びプログラムメモリ２９と直接接続される。メインメモリ２８は、例えばＳＲＡＭで構成され、ＣＰＵ２７のワークメモリとして機能する。プログラムメモリ２９は、電気的に書換え可能な不揮発性メモリで構成され、ＣＰＵ２７が実行する動作プログラムや各種定型データ等を記憶する。ＣＰＵ２７は、上記メインメモリ２８及びプログラムメモリ２９を用いて、このプロジェクタ装置１０内の制御動作を統括して実行する。

上記ＣＰＵ２７は、操作部３０からのキー操作信号に応じて各種投影動作を実行する。この操作部３０は、プロジェクタ装置１０の本体に設けられる上記キー入力／インジケータ部１７と、このプロジェクタ１専用の図示しないリモートコントローラからの赤外光を受光する上記リモコン受光部１４等を含み、ユーザが本体のキー操作部またはリモートコントローラで操作したキーに基づくキー操作信号をＣＰＵ２７へ直接出力する。

上記ＣＰＵ２７はさらに、上記システムバスＳＢを介して音声処理部３１、Ａ／Ｄ変換部３２、Ａ／Ｄ変換部３３とも接続される。音声処理部３１は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影動作時に与えられる音声データをアナログ化し、上記スピーカ部１６を駆動して拡声放音させ、あるいは必要によりビープ音等を発生させる。
上記Ａ／Ｄ変換部３２は、上記測距部１３を構成する測距センサ３４からの検出信号をデジタル化してＣＰＵ２７へ出力する。測距センサ３４は、例えば、上記投影レンズ部１２の投影光軸と平行した方向へ赤外線を出射する発光部と、同方向に向いた赤外線受光部とを備え、赤外線を発光してから受光するまでの時間差によりスクリーンまでの距離の測定を行なう。

上記Ａ／Ｄ変換部３３は、上記照度検出部１８を構成する照度センサ３５からの検出信号をデジタル化してＣＰＵ２７へ出力する。照度センサ３５は、上述した如くこのプロジェクタ装置１０の本体ケーシング１１が設置されている環境の照度を検出する。

次に上記実施形態の動作について説明する。

図３及び図４は、ＣＰＵ２７がプログラムメモリ２９に記憶される動作プログラムを読出してメインメモリ２８に展開して記憶させて実行する処理内容を示す。ここでは、電源投入時から電源切断時までの、主として光源部２５での発光輝度とマイクロミラー素子２４で表示する画像の後述する階調乗率の制御に関する内容を抽出して説明している。

なおこの動作プログラムは、上記プロジェクタ装置１０を含む、光源の素子の種類等が異なる複数機種のプロジェクタ装置に対応して作製されたものとし、併せてこのプロジェクタ装置１０の機種固有の各種パラメータ値を記憶させておくことで、プロジェクタ装置１０を動作させるための最適化が実行されるものとする。

その処理当初、電源が切断されている状態でＣＰＵ２７は、操作部３０からのキー操作信号により、電源を投入するための電源キーが操作されたか否かを繰返し判断することにより、このプロジェクタ装置１０のユーザが電源をオンするのを待機する（ステップＳ１０１）。

そして、電源キーが操作されると、ＣＰＵ２７が上記ステップＳ１０１でそれを判断し、画像投影のための各種初期設定やＤＬＰ（登録商標）方式固有のカラーホイール制御等を含むイニシャル処理を実行する（ステップＳ１０２）。

その後にＣＰＵ２７は、本体ケーシング１１の上面に設置された照度検出部１８を構成する照度センサ３５からの検出出力をＡ／Ｄ変換部３３でデジタル化して入力することにより、その時点でプロジェクタ装置１０が設置されている環境光の明るさを測定する（ステップＳ１０３）。

ここでＣＰＵ２７は、この測定の結果が、予め設定されている照度規定値Ｉｅｓ以下であるか否かにより、直後の発光開始でユーザの目に眩しさを与えてしまう虞があるかどうかを判断する（ステップＳ１０４）。

測定の結果が上記照度規定値Ｉｅｓより大きく、プロジェクタ装置１０が比較的明るい環境に設置されており、直後の発光開始でもユーザの目に眩しさを与えてしまう虞はないと判断した場合には、マイクロミラー素子２４で表示する画像の階調に対する乗率（以下「階調乗率」と称する）を、全く減衰させない値「１」として設定する（ステップＳ１１７）。

階調乗率が１の場合は、通常の表示と同様であり、例えば、階調乗率が０．５の場合は、２５６階調の階調が２４０であるとすると、実際に表示される階調を２４０×０．５＝１２０として表示することになる。

階調乗率は、投影レンズ部１２より出射される光量を光源部２５だけで調整できない場合に用いる（詳しくは、後述する）。

加えて、光源部２５を、全く減光処理を行わない定格となる所定の条件で発光するよう設定する（ステップＳ１１８）。

その後、上記設定条件の下で光源部２５での発光を伴う通常の投影動作を実行した上で（ステップＳ１１３）、あらためて操作部３０からのキー操作信号により、電源を切断するための電源キーが操作されたか否かを判断する（ステップＳ１１４）。

ここで、電源キーが操作されていないと判断した場合には、その他の投影動作に必要な対応処理（本発明とは直接関係しないものとして詳細な説明を省略する）を実行した後（ステップＳ１１５）、再び上記ステップＳ１０３からの処理に戻る。

また上記ステップＳ１０４において、測定した照度が照度規定値Ｉｅｓ以下であり、直後の発光の開始でユーザの目に眩しさを与えてしまう虞があると判断した場合、ＣＰＵ２７は次に光源部２５で使用している素子の種別を判別する（ステップＳ１０５）。

併せてＣＰＵ２７は、測距部１３を構成する測距センサ３４により投影レンズ部１２から画像の投影を行なうスクリーンまでの距離を測定させ、Ａ／Ｄ変換部３２でその測定結果をデジタル化して取得する（ステップＳ１０６）。

ＣＰＵ２７は、こうして得た光源の素子の種別と測定した投影距離とにより、調光の制御を行なうためのパラメータを決定する（ステップＳ１０７）。パラメータの具体的な内容としては、例えば設定光量、漸増速度（時間当たりの漸増量）、漸増制御の割り振り（有無）、等を含む。

次いでＣＰＵ２７は、上記ステップＳ１０５で判別した光源の素子の種別から、調光の制約がないものであるか否かを判断する（ステップＳ１０８）。これは、例えばＬＤ（半導体レーザ）やＬＥＤ（発光ダイオード）などのような、特に低輝度域での発光調整が困難な素子ではないといったことを判断するためのものである。

調光の制約がない発光素子とは、光源光量を０から最高輝度まで、自由に調節できるものであり、発光開始時に、下限値（≒０）から光源光量を漸増させることができる。

調光の制約がある発光素子とは、ある程度の低レベルの光源光量までしか安定して発光光できないものであり、発光開始の光源光量は、０よりも大きい所定の光量となってしまう。

ここで調光の制約がない素子であると判断した場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、次いでＣＰＵ２７は、投影処理部２３がマイクロミラー素子２４で駆動する画像に関する階調乗率を、全く減衰させない値「１」として設定する（ステップＳ１０９）。

その後、ＣＰＵ２７は光源部２５内の発光素子を発光可能な輝度の下限値で発光させるものとして設定した上で（ステップＳ１１０）、上記ステップＳ１０７で決定したパラメータ値に応じた光源光量を漸増するものとして光源部２５を調光制御する（ステップＳ１１１）。

ＣＰＵ２７は、この漸増の調整により光量を若干増加させた光源部２５の発光状態が、その時点で設定されている投影モード等に応じた目標値に達したか否かを判断し（ステップＳ１１２）、まだ達していないと判断した場合には、再び上記ステップＳ１１１からの処理に戻る。

こうしてＣＰＵ２７がステップＳ１１１，Ｓ１１２の処理を繰返し実行することにより、光源部２５での発光状態が目標値となるまで光量を随時漸増させていく。

そして、光源部２５での発光状態が目標値となった時点で、ＣＰＵ２７がステップＳ１１２でそれを判断し、通常の投影動作を実行する（ステップＳ１１３）。

その後、あらためて操作部３０からのキー操作信号により、電源を切断するための電源キーが操作されたか否かを判断する（ステップＳ１１４）。

ここで、電源キーが操作されていないと判断した場合には、その他の投影動作に必要な対応処理を実行した後（ステップＳ１１５）、再び上記ステップＳ１０３からの処理に戻る。

図５は、調光の制約がない種別の光源の発光素子を用いる場合の、投影レンズ部１２より出射される光量に対する制御内容を説明する図である。
図５において、左側の縦軸は、投影レンズ部１２より出射される光量、及び光源部２５の光量であり、右側の縦軸は、階調乗率を示している。

また、一点鎖線が光源部２５の光量を示し、破線が階調乗率を示し、実線がそれらの乗算として、投影レンズ部１２より出射される光量を示す。

ここでは、説明を簡易化するために通常投影時の画面全面が白となる画像であるものとして、投影時のスクリーン面での照度に変化がない場合について例示している。

図５（Ａ）は、環境光の明るさが予め設定されている照度規定値Ｉｅｓより大きい場合の上記ステップＳ１１７、Ｓ１１８、Ｓ１１３の処理による、投影レンズ部１２より出射される光量に対する制御内容を表している。

この場合は、ユーザの目に眩しさを与えてしまう虞はないので、光源部２５については、発光開始から通常の点灯と同様に、急速に輝度が上昇させ、定常となった時点で安定して通常の投影動作が開始される。階調乗率は「１」のままでよい。

図５（Ｂ）は、環境光の明るさが予め設定されている照度規定値Ｉｅｓ以下場合の上記ステップＳ１０９〜Ｓ１１３の処理による、投影レンズ部１２から出射される光量IIの変化例（環境が中程度に暗い場合の例）を示す。

ここでは、光源部２５が調光制約のないものなので、投影レンズ部１２から出射される光量を光源部２５の光量のみで変化させることができる。図中に破線で示す如く階調乗率Ｒｇｒを当初から「１」と固定的に設定した状態で、はじめの順応期間Ｔａｄの間、光源部２５については、下限値（≒０）から発光を開始させ、設定されたパラメータに応じて発光光量を漸増させることで投影レンズ部１２から出射される光量IIが徐々に上昇する。

そして、発光素子での発光光量が目標に到達した時点で上記順応期間Ｔａｄを終えると、以後通常の投影動作となり、基準となる投影レンズ部１２から出射される光量IIを固定化させる。

上記順応時間Ｔａｄは、一般的な人間の瞳孔が収縮して環境の明暗に順応するまでに要する充分な時間を勘案して予め設定される。

図５（Ｃ）は、同じく上記ステップＳ１０９〜Ｓ１１３の処理による、投影レンズ部１２から出射される光量IIの変化例（環境がより暗い場合の例）を示す。

ここでも、図中に破線で示す如く階調乗率Ｒｇｒを当初から「１」と固定的に設定した状態で、はじめの順応期間Ｔａｄの間、光源部２５については、調光の下限値（≒０）から発光を開始させ、設定されたパラメータに応じて発光光量を漸増させることで投影レンズ部１２から出射される光量IIIが徐々に上昇する。

そして、発光素子での発光光量が、上記図５（Ｂ）で示した目標値よりもより低い目標に到達した時点で上記順応期間Ｔａｄを終えると、以後通常の投影動作となり、基準となる投影レンズ部１２から出射される光量IIIを固定化させる。

また上記ステップＳ１０８で光源の素子の種別から調光の制約があると判断した場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、投影レンズ部１２より出射される光量を、光源部２５だけでは０から漸増するように調整できないので階調乗率の制御を併用して、投影レンズ部１２より出射される光量を光源部２５だけで０から漸増するように調整する。

上記ステップＳ１０８で光源の素子の種別から調光の制約があると判断した場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、次にＣＰＵ２７は、その時点で設定されている投影モード等に応じた光量の目標値が、調光が可能な光源部２５の発光素子の下限の光量よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１１９）。

ここで光量の目標値が調光可能な光源部２５の発光素子の下限の光量よりも大きいと判断した場合（ステップＳ１１９：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２７は、投影処理部２３によるマイクロミラー素子２４での階調乗率を、全く階調表示を行わない（全面が黒表示となる）値「０」を初期値として設定する（ステップＳ１２０）。

次にＣＰＵ２７は、調光可能な光源部２５の発光素子をその下限の値で発光させる（ステップＳ１２１）。

さらにＣＰＵ２７は、直前の上記ステップＳ１０７で決定したパラメータ値に応じた増分値で階調乗率を漸増するよう、階調乗率を更新設定する（ステップＳ１２２）。

ＣＰＵ２７は、この漸増の調整により若干増加させた階調乗率が１に到達したか、即ち、光量が、光源部２５の発光素子の調光が可能な下限値にまで達したか否かを判断し（ステップＳ１２３）、まだ達していなければ、再び上記ステップＳ１２２からの処理に戻る。

こうしてＣＰＵ２７がステップＳ１２２，Ｓ１２３の処理を繰返し実行することにより、光量が、光源部２５の発光素子の調光が可能な下限値となるまで階調乗率を随時漸増させていく。

そして、階調乗率が「１」となった時点で、ＣＰＵ２７がステップＳ１２３でそれを判断し、次に上記ステップＳ１０７で決定したパラメータ値に応じた光源光量を漸増するものとして光源部２５を調光制御する（ステップＳ１２４）。

ＣＰＵ２７は、この漸増の調整により光量を若干増加させた光源部２５の発光状態が、その時点で設定されている投影モード等に応じた目標値に達したか否かを判断し（ステップＳ１２５）、まだ達していないと判断した場合には、再び上記ステップＳ１２４からの処理に戻る。

こうしてＣＰＵ２７がステップＳ１２３，Ｓ１２４の処理を繰返し実行することにより、光源部２５での発光状態が目標値となるまで光量を随時漸増させていく。

そして、光源部２５での発光状態が目標値となった時点で、ＣＰＵ２７がステップＳ１２５でそれを判断し、上記ステップＳ１１３からの処理に進んで、通常の投影動作に移行する。

図６は、調光の制約がある種別の光源の発光素子を用いる場合の、投影レンズ部１２より出射される光量に対する制御内容を説明する図である。
図６において、図５と同様に、左側の縦軸は、投影レンズ部１２より出射される光量、及び光源部２５の光量であり、右側の縦軸は、階調乗率を示している。

また、一点鎖線が光源部２５の光量を示し、破線が階調乗率を示し、実線がそれらの乗算として、投影レンズ部１２より出射される光量を示す。

ここでは、説明を簡易化するために通常投影時の画面全面が白となる画像であるものとして、投影時のスクリーン面での照度IVに変化がない場合について例示している。

図６（Ａ）は、図５（Ａ）と同様に、環境光の明るさが予め設定されている照度規定値Ｉｅｓより大きい場合の上記ステップＳ１１７、Ｓ１１８、Ｓ１１３の処理による、投影レンズ部１２より出射される光量に対する制御内容を表している。

この場合は、ユーザの目に眩しさを与えてしまう虞はないので、光源部２５については、発光開始から通常の点灯と同様に、急速に輝度が上昇させ、定常となった時点で安定して通常の投影動作が開始される。階調乗率は「１」のままでよい。

環境光の明るさが予め設定されている照度規定値Ｉｅｓより大きい場合は、投影レンズ部１２より出射される光量に対する制御は、調光の制約がない種別の光源と、調光の制約がある種別の光源で同様となる。

図６（Ｂ）は、環境光の明るさが予め設定されている照度規定値Ｉｅｓ以下場合の上記ステップＳ１２０〜Ｓ１２５の処理による、投影レンズ部１２から出射される光量IIの変化例（環境が中程度に暗い場合の例）を示す。

図中に破線で示す如く階調乗率Ｒｇｒを当初「０」と設定した状態で、はじめの順応期間Ｔａｄの間、光源部２５については、当初に調光下限な下限値（０より大きな所定の値）で発光を開始させて、その発光状態を維持させたまま、階調乗率を「０」から「１」となるまで漸増させることで、投影レンズ部１２から出射される光量Ｖが発光素子の調光下限な下限値となるまで漸増させる。

そして、階調乗率が「１」となった状態で以後階調乗率を「１」としたままで、設定されたパラメータに応じて発光光量を漸増させることで投影レンズ部１２から出射される光量Ｖを徐々に上昇させる。

その後、発光素子での発光光量が目標に到達した時点で上記順応期間Ｔａｄを終えると、以後通常の投影動作となり、基準となる投影レンズ部１２から出射される光量Ｖを固定化させる。

このように、発光光量の変化を、光源部２５だけの調光不可な暗い領域では、階調乗率Ｒｇｒを０から１まで変化させることにより変化させ、光源部２５での調光可能なより明るい領域では、光源部２５の発光強度を変化させることにより変化させるようにする。

このようにすれば、調光の制約がある光源部２５であっても、適切に環境の明暗に順応させる動作が可能になる。

そして、階調乗率の制御から、光源部２５の発光強度の制御に連続的に制御を切り換えることにより、投影レンズ部１２から出射される光量Ｖをなめらかに上昇させることができる。

また上記ステップＳ１１９で光量の目標値が調光可能な光源部２５の発光素子の下限の光量以下であると判断した場合（ステップＳ１１９：Ｎｏ）、ＣＰＵ２７は、投影処理部２３によるマイクロミラー素子２４での階調乗率を、全く階調表示を行わない（全面が黒表示となる）値「０」を初期値として設定する（ステップＳ１２６）。

次にＣＰＵ２７は、調光可能な光源部２５の発光素子をその下限の値で発光させる（ステップＳ１２１）。

さらにＣＰＵ２７は、直前の上記ステップＳ１０７で決定したパラメータ値に応じた増分値で階調乗率を漸増するよう、階調乗率を更新設定する（ステップＳ１２８）。

ＣＰＵ２７は、この漸増の調整により若干増加させた階調乗率によって、光源部２５の発光状態が、その時点で設定されている投影モード等に応じた目標値に達したか否かを判断し（ステップＳ１２９）、まだ達していないと判断した場合には、再び上記ステップＳ１２８からの処理に戻る。

こうしてＣＰＵ２７がステップＳ１２８，Ｓ１２９の処理を繰返し実行することにより、光源部２５での発光状態が目標値となるまで階調乗率を「１」とならない範囲内で随時漸増させていく。

そして、光源部２５での発光状態が目標値となった時点で、ＣＰＵ２７がステップＳ１２５でそれを判断し、上記ステップＳ１１３からの処理に進んで、通常の投影動作に移行する。

このような場合は、階調乗率のみの変化によって、投影レンズ部１２から出射される光量を制御することになる。

図６（Ｃ）は、環境光の明るさが予め設定されている照度規定値Ｉｅｓ以下場合の上記ステップＳ１２６〜Ｓ１２９の処理による、投影レンズ部１２から出射される光量VIの変化例（環境がより暗い場合の例）を示す。

図中に破線で示す如く階調乗率Ｒｇｒを当初の「０」から漸増させ、はじめの順応期間Ｔａｄの当初、光源部２５については、調光の下限値（０より大きな所定の値）で発光を開始させて、その発光状態を維持させたままとする。一方で、「０」から開始した階調乗率の漸増により、当該階調乗率が「１」となる前に、光源部２５での発光状態が目標値に到達した時点で上記順応期間Ｔａｄを終え、以後通常の投影動作となり、基準となる投影レンズ部１２から出射される光量VIが固定化される。

なお、順応期間Ｔａｄの間は、表示画像として、白（グレー）画像や専用のロゴ画像に階調乗率を掛けたものを表示してもよいし、通常の投影動作時と同様に、入力部２１に入力される画像信号に基づく画像に階調乗率を掛けたものを表示するようにしてもよい。

図７は、上記実施形態による制御の内容を簡易に纏めたものである。同図に示すように、光源部２５の発光素子側の光強度乗率を表す変数α（０＜α＜１）と、表示素子であるマイクロミラー素子２４で表示する画像の階調乗率を表す変数β（０＜β＜１）とを用い、照射する最大光量が「０（ゼロ）」から本来の画像投影状態である「１」となるまで、すなわち照射する明るさを最大値とするまでの順応時間を、環境照度に応じて変えるようにした。

ここでは、光源部２５の発光素子側の光強度乗率変数を表す変数αも１まで変化するといて示しているが、環境照度によっては、通常の投影動作での基準となる投影レンズ部１２から出射される光量も、暗い方が望ましいとされる場合は、αは１未満の調光状態で留めることとなる。

そして、上述したように、階調乗率の制御と光源部２５の発光強度の制御とを光量の連続性が保たれるように切り換えることにより、投影レンズ部１２から出射される光量をなめらかに上昇させることができる。

その場合、上記図３のステップＳ１０５〜Ｓ１０７での処理でも説明したが、プロジェクタ装置１０の投影レンズ部１２から投影対象のスクリーンまでの距離も勘案し、投影レンズ部１２より出射される光量を漸増するためのパラメータを決定するものとしており、特に画像を投影する場合での距離に応じた光量及び又は光量の変化を正確に反映できる。

なお上記実施形態では、図５及び図６のように説明を簡易化するべく、時間の経過に伴って得られる投影レンズ部１２より出射される光量を折れ線状に変化させるような場合を例にとって説明したが、光源部２５の発光素子での調光、及びそれに伴う投影レンズ部１２より出射される光量がなめらかに曲線状、あるいは段階的にステップ状に変化するような制御を実行するものとしても良い。

以上詳述した如く本実施形態によれば、環境光を考慮してユーザの目に負担をかけることなく適正な明るさで好適な表示を行なうことが可能となる。

また上記実施形態では、環境光の照度が低い場合ほど発光側の光量が上昇する速度を小さくするようにパラメータを決定するものとしたため、環境光に応じて画像を鑑賞するユーザの目にかかる負担を確実に軽減できる。

さらに上記実施形態は、環境項の照度に合わせて、発光側の光量の最大値を決定するものとしたので、定常状態においても、環境光に応じて画像を鑑賞するユーザの目にかかる負担を確実に軽減できる。

また上記実施形態では、予め設定された照度規定値Ｉｅｓと比較し環境光の照度が高いか否かを判別し、照度規定値Ｉｅｓより環境光の照度が高い場合には、より高速で発光側の光量が上昇するような制御手法を採るものとしたので、ユーザの目にかかる負担をそれほど考慮する必要がないと判別される場合には速やかに明るい定常時の画像の表示（投影）に移行できる。

さらに上記実施形態は、表示素子側であるマイクロミラー素子２４での階調乗率を調整することで出射される光量を調整するものとしたので、特に発光側の素子の輝度調整が難しい光源であってもユーザの目に負担をかけることがないよう対応できる。

加えて上記実施形態では、光源の光量と上記階調乗率の調整と組み合わせて表示手段での輝度の調整を行なうものとしたので、より精緻な制御でユーザの目に負担をかけることがないよう対応できる。

また上記実施形態は、表示素子での階調乗率を「０」〜「１」の範囲で制御させた後に発光素子側での発光量の調整を行なうものとしたので、可能な限り量子化レベル（量子化ビット数）を下げず、精緻な制御でユーザの目に負担をかけることがないよう対応できる。

なお上記実施形態では、光源部２５と、表示素子としてこの光源部２５からの光を空間的に変調して光像を形成するマイクロミラー素子２４のように、自発光表示素子ではない表示素子を用いて画像の表示を行なう場合に、光源が最小発光量の制約を有するものであるか否かを判別し、そうである場合には光源を最小の発光量で発光させてから順応発光量を上昇させるようにしたので、光源の種類を考慮した上でユーザの目に負担をかけることがないよう対応できる。

また反対に、光源が最小発光量の制約を有するものではないと判別した場合には、発光量が「０」の状態からリニアに発光量を上昇させるようにしたので、光源の種類に応じて量子化レベルを下げずに、よりダイナミックにユーザの目に負担をかけることがないよう対応できる。

なお上記実施形態は、本発明をプロジェクタ装置に適用した場合について説明したが、特に表示装置を直接鑑賞する表示装置とは異なり、発光量が著しく大きく、且つ使用環境も暗所あるいはそれに準ずるような環境で使用される可能性が高い投影装置において上記の技術を用いることで、ユーザの目にかかる負担を極力回避するよう対応できる。

上述した如く本発明は、投影を行なう装置のみならず、表示画面をユーザが直視する表示装置においても同様に適用可能である。

図８は、表示装置として、例えばフィールドシーケンシャル（色順次）方式の液晶パネルディスプレイ５０に適用した場合の構成例を示す。同図で、５１は透過型のモノクロ液晶パネルであり、このモノクロ液晶パネル５１の近傍に照度センサ５２を配置する。またモノクロ液晶パネル５１の下面側に、シート状のバックライトユニット５４Ｂ，５４Ｒ，５４Ｇを積層配置する。

これらバックライトユニット５４Ｂ，５４Ｒ，５４Ｇはそれぞれ、矩形の導光拡散板の４辺に、Ｂ（青色）光、またはＲ(赤色)光、またはＧ（緑色）光を発するＬＥＤ（発光ダイオード）をライン状にアレイ配置した、より正確にはサイドライト方式のユニットを構成する。

モノクロ液晶パネル５１から離れた、より下層側のユニットが出射した面発光による原色光は、それより上層側のユニットを透過して、モノクロ液晶パネル５１をその下面側より照射することで、そのタイミングに合わせてモノクロ液晶パネル５１で表示される、当該原色光成分の画像により原色光に合致した光像が形成される。

ここでバックライトユニット５４Ｂ，５４Ｒ，５４Ｇの発する各原色光は、例えば、Ｂ＜Ｒ＜Ｇの順で輝度（明るさ）成分が大きいものとし、より輝度成分の高い原色光ほど下層側から出射することで、途中のユニットを透過する際に減衰する光量を勘案して、モノクロ液晶パネル５１で原色の光像を形成（空間的な画像に変調）する際の色バランスをとっているものとする。

モノクロ液晶パネル５１での画像の表示と、照度センサ５２を駆動しての照度情報の検出とをＬＣＤ駆動部５５が実行する。このＬＣＤ駆動部５５はまた、モノクロ液晶パネル５１で表示する原色の画像のタイミングに合わせたタイミング信号と発光量を指示する制御信号とをバックライト駆動部５６へ出力する。

バックライト駆動部５６は、ＬＣＤ駆動部５５からのタイミング信号と制御信号とに応じてバックライトユニット５４Ｂ，５４Ｒ，５４Ｇを時分割で循環的に駆動して面発光させる。

例えばカラー画像の１フレームがＲ，Ｇ，Ｂの３フィールドから構成される場合、ＬＣＤ駆動部５５がモノクロ液晶パネル５１を例えば１２０［フレーム／秒］のフレームレートで駆動して各原色の画像を３６０［フィールド／秒］の速度で表示することにより、この液晶パネルディスプレイ５０のユーザがモノクロ液晶パネル５１をその上方から視認することで、違和感のないカラー画像を鑑賞できる。

上述したような、表示画面であるモノクロ液晶パネル５１を直視する表示装置の一種である液晶パネルディスプレイ５０においても、モノクロ液晶パネル５１近傍に配置された照度センサ５２での検出結果を反映してＬＣＤ駆動部５５がバックライト駆動部５６にそうする制御信号によりバックライトユニット５４Ｂ，５４Ｒ，５４Ｇでの発光量及びモノクロ液晶パネル５１で表示する階調に対する階調乗率を調整することで、ユーザの目に負担をかけることがないよう対応できる。

さらに本発明は、上記図８で構造を例示したフィールドシーケンシャル（色順次）方式の液晶パネルディスプレイに限らず、その他の光源を用いたフィールドシーケンシャル方式でない一般的な表示装置、例えば、パネルに並置される色フィルタを持つカラー液晶ディスプレイ、液晶プロジェクタ、プラズマディスプレイ、ＳＥＤリアプロジェクタ方式のモニタ装置等にも同様に適用することが可能である。

その他、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上述した実施形態で実行される機能は可能な限り適宜組み合わせて実施しても良い。上述した実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件による適宜の組み合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
請求項１記載の発明は、画像を表示する表示手段と、環境光の照度を測定する照度測定手段と、上記照度測定手段で測定した照度に基づき、上記表示手段で画像の表示を開始する際の輝度上昇速度を決定する速度決定手段と、上記速度決定手段で決定した輝度上昇速度に基づいて上記表示手段での輝度を制御する表示制御手段とを具備したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記速度決定手段は、上記照度測定手段で測定した照度が暗いほど、上記輝度上昇速度を小さく決定することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、上記請求項１または２記載の発明において、上記照度測定手段で測定した照度に基づき、上記表示手段で画像の表示を開始する際に到達させる最大輝度を決定する到達輝度決定手段をさらに具備し、上記表示制御手段は、上記到達輝度決定手段で決定した到達輝度になるように上記表示手段での輝度を制御することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、上記請求項１乃至３いずれか記載の発明において、上記照度測定手段で測定した照度が予め設定した規定値より低いか否かを判別する第１の判別手段をさらに具備し、上記速度決定手段は、上記第１の判別手段で測定した照度が上記規定値より低いと判別された場合、画像の表示を開始する際の輝度上昇速度を輝度が漸増する所定の順応上昇速度に決定し、上記第１の判別手段で測定した照度が上記規定値より高いと判別された場合、画像の表示を開始する際の輝度上昇速度を上記順応上昇速度より大きい、通常上昇速度に決定することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、上記請求項１乃至４いずれか記載の発明において、上記表示手段は、画像を表示するための光を発する光源と、上記光源からの光を変調して画像を表示する表示素子とを含み、上記表示素子の階調に対する階調乗率を制御する階調乗率調整手段をさらに具備し、上記表示制御手段は、上記輝度上昇速度に対して、上記階調乗率調整手段での階調乗率を制御させることで、上記表示手段での輝度を制御することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、上記請求項５記載の発明において、上記表示制御手段は、上記輝度上昇速度に対して、上記光源の調光が可能な下限の輝度となるまで上記階調乗率を制御させ、その後に上記光源の発光輝度を漸増させて、上記表示手段での輝度を制御することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、上記請求項６記載の発明において、上記表示制御手段は、上記階調乗率を０〜１の範囲で制御させ、その後に上記光源の発光輝度を漸増させることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、上記請求項４記載の発明において、上記表示手段は、画像を表示するための光を発する光源と、上記光源からの光を変調して画像を表示する表示素子とを含み、上記光源が、最小点灯輝度の制約を有する光源であるか否かを判別する第２の判別手段をさらに具備し、上記表示制御手段は、上記第２の判別手段で光源が最小発光輝度の制約を有する光源であると判別した場合、画像の表示を開始する際に上記光源を最小発光輝度で発光させてから上記順応上昇速度に基づいて輝度を上昇させることを特徴とする。

請求項９記載の発明は、上記請求項８記載の発明において、上記表示制御手段は、上記第２の判別手段で光源が最小発光輝度の制約を有しない光源であると判別した場合、上記画像の表示を開始する際に、上記光源を０（ゼロ）輝度から輝度を上昇させることを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、上記請求項１乃至９いずれか記載の発明において、上記表示手段は、光像を形成し外部に向けて投影する投影機構を備えることを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、上記請求項１０記載の発明において、上記表示手段が光像を投影する対象までの距離を測定する距離測定手段をさらに具備し、上記速度決定手段は、上記照度測定手段で測定した照度に代えて、上記距離測定手段で得た距離に基づいて、上記表示手段で画像の表示を開始する際の輝度上昇速度を決定することを特徴とする。

請求項１２記載の発明は、画像を表示する表示部を備えた装置での表示方法であって、環境光の照度を測定する照度測定工程と、上記照度測定工程で測定した照度に基づき、上記表示部で画像の表示を開始する際の輝度上昇速度を決定する速度決定工程と、上記速度決定工程で決定した輝度上昇速度に基づいて上記表示部での輝度を制御する表示制御工程とを有したことを特徴とする。

請求項１３記載の発明は、画像を表示する表示部を備えた装置が内蔵するコンピュータが実行するプログラムであって、上記コンピュータを、環境光の照度を測定する照度測定手段、上記照度測定手段で測定した照度に基づき、上記表示部で画像の表示を開始する際の輝度上昇速度を決定する速度決定手段、及び上記速度決定手段で決定した輝度上昇速度に基づいて上記表示部での輝度を制御する表示制御手段として機能させることを特徴とする。

１０…プロジェクタ装置、１１…本体ケーシング、１２…投影レンズ部、１３…測距部、１４…リモコン受光部、１５…通気孔、１６…スピーカ部、１７…キー入力／インジケータ部、１８…照度検出部、２１…入力部、２２…画像変換部、２３…投影処理部、２４…マイクロミラー素子、２５…光源部、２６…ミラー、２７…ＣＰＵ、２８…メインメモリ、２９…プログラムメモリ、３０…操作部、３１…音声処理部、３２…Ａ／Ｄ変換部、３３…Ａ／Ｄ変換部、３４…測距センサ、３５…照度センサ、５０…液晶パネルディスプレイ、５１…モノクロ液晶パネル、５２…照度センサ、５４Ｂ，５４Ｒ，５４Ｇ…バックライトユニット、５５…ＬＣＤ駆動部、５６…バックライト駆動部、ＳＢ…システムバス。

Claims (12)

1. 画像を表示する表示手段と、
   環境光の照度を測定する照度測定手段と、
   上記照度測定手段で測定した照度に基づき、上記表示手段で画像の表示を開始する際の輝度上昇速度を決定する速度決定手段と、
   上記速度決定手段で決定した輝度上昇速度に基づいて上記表示手段での輝度を制御する表示制御手段と
   を具備し、
   上記表示手段は、画像を表示するための光を発する光源と、上記光源からの光を変調して画像を表示する表示素子とを含み、
   上記表示素子の階調に対する階調乗率を制御する階調乗率調整手段をさらに具備し、
   上記表示制御手段は、上記輝度上昇速度の大きさに応じて、上記階調乗率調整手段での階調乗率の変化速度を制御することで、上記表示手段での輝度を制御することを特徴とする表示装置。
2. 上記速度決定手段は、上記照度測定手段で測定した照度が暗いほど、上記輝度上昇速度を小さく決定することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 上記照度測定手段で測定した照度に基づき、上記表示手段で画像の表示を開始する際に到達させる最大輝度を決定する到達輝度決定手段をさらに具備し、
   上記表示制御手段は、上記到達輝度決定手段で決定した到達輝度になるように上記表示手段での輝度を制御する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の表示装置。
4. 上記照度測定手段で測定した照度が予め設定した規定値より低いか否かを判別する第１の判別手段をさらに具備し、
   上記速度決定手段は、上記第１の判別手段で測定した照度が上記規定値より低いと判別された場合、画像の表示を開始する際の輝度上昇速度を輝度が漸増する所定の順応上昇速度に決定し、上記第１の判別手段で測定した照度が上記規定値より高いと判別された場合、画像の表示を開始する際の輝度上昇速度を上記順応上昇速度より大きい、通常上昇速度に決定する
   ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の表示装置。
5. 上記表示制御手段は、上記輝度上昇速度に対して、上記光源の調光が可能な下限の輝度となるまで上記階調乗率を制御させ、その後に上記光源の発光輝度を漸増させて、上記表示手段での輝度を制御することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
6. 上記表示制御手段は、上記階調乗率を０より大きく１以下の範囲で制御させ、その後に上記光源の発光輝度を漸増させることを特徴とする請求項５記載の表示装置。
7. 上記表示手段は、画像を表示するための光を発する光源と、上記光源からの光を変調して画像を表示する表示素子とを含み、
   上記光源が、最小点灯輝度の制約を有する光源であるか否かを判別する第２の判別手段をさらに具備し、
   上記表示制御手段は、上記第２の判別手段で光源が最小発光輝度の制約を有する光源であると判別した場合、画像の表示を開始する際に上記光源を最小発光輝度で発光させてから上記順応上昇速度に基づいて輝度を上昇させる
   ことを特徴とする請求項４記載の表示装置。
8. 上記表示制御手段は、上記第２の判別手段で光源が最小発光輝度の制約を有しない光源であると判別した場合、上記画像の表示を開始する際に、上記光源を０（ゼロ）輝度から輝度を上昇させることを特徴とする請求項７記載の表示装置。
9. 請求項１乃至８いずれか記載の表示装置を備え、
   上記表示手段は、光像を形成し外部に向けて投影する投影機構であることを特徴とする投影装置。
10. 上記表示手段が光像を投影する対象までの距離を測定する距離測定手段をさらに具備し、
    上記速度決定手段は、上記距離測定手段で得た距離に基づいて、上記表示手段で画像の表示を開始する際の輝度上昇速度を決定する
    ことを特徴とする請求項９記載の投影装置。
11. 画像を表示するための光を発する光源と、上記光源からの光を変調して画像を表示する表示素子とを含む表示部を備えた装置での表示方法であって、
    環境光の照度を測定する照度測定工程と、
    上記照度測定工程で測定した照度に基づき、上記表示部で画像の表示を開始する際の輝度上昇速度を決定する速度決定工程と、
    上記表示素子の階調に対する階調乗率を制御する階調乗率調整工程と、
    上記速度決定工程で決定した輝度上昇速度の大きさに応じて、上記階調乗率調整工程での階調乗率の変化速度を制御することで、上記表示部での輝度を制御する表示制御工程と
    を有したことを特徴とする表示方法。
12. 画像を表示するための光を発する光源と、上記光源からの光を変調して画像を表示する表示素子とを含む表示部を備えた装置が内蔵するコンピュータが実行するプログラムであって、
    上記コンピュータを、
    環境光の照度を測定する照度測定手段、
    上記照度測定手段で測定した照度に基づき、上記表示部で画像の表示を開始する際の輝度上昇速度を決定する速度決定手段、
    上記表示素子の階調に対する階調乗率を制御する階調乗率調整手段、及び
    上記速度決定手段で決定した輝度上昇速度の大きさに応じて、上記階調乗率調整手段での階調乗率の変化速度を制御することで、上記表示部での輝度を制御する表示制御手段
    として機能させることを特徴とするプログラム。