JP2011081028A - 投写型映像表示装置及び信号処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 サブフレーム長が固定的に定められていても、映像の高輝度化を実現することを可能とする投写型映像表示装置及び信号処理装置を提供する。
【解決手段】 投写型映像表示装置１００は、複数色の色成分光を個別に出射するように構成された光源１０と、１つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、複数色の色成分光のそれぞれを変調するように構成されたＤＭＤ６０と、光源１０から出射される複数色の色成分光の発光期間を制御するとともに、複数の映像信号に基づいて光変調素子を制御するように構成された制御部２５０とを備える。１つのフレーム内において、複数のサブフレームの順序及び期間が定められており、複数のサブフレームの期間が互いに異なる。制御部２５０は、複数色の映像信号の明るさ成分に基づいて、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを行う。
【選択図】 図２

Description

本発明は、１つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、複数色の色成分光のそれぞれを変調するように構成された光変調素子を制御するように構成された制御部を備えた投写型映像表示装置及び信号処理装置に関する。

従来、光源から出射される光を変調する光変調素子と、光変調素子から出射される光を投写面上に投写する投写ユニットとを備える投写型映像表示装置が知られている。一般的に、投写型映像表示装置では、複数色の色成分光（例えば、赤成分光、緑成分光及び青成分光）が用いられる。

例えば、１フレームの映像を表示する場合には、１つのフレームを構成する複数のサブフレームにおいて、複数色の色成分光のそれぞれが光変調素子によって変調される。

ここで、色純度を低下させずに輝度を上昇する技術として、白色成分光を変調するサブフレームを設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１）。具体的には、投写型映像表示装置は、映像信号から白色成分の信号を抽出して、白色成分の信号に応じて、白色成分光を変調するサブフレーム長を決定する。

特開２００６−０３１００５号公報

ところで、単数のＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）などのように、単数の光変調素子を用いた投写型映像表示装置が知られている。このようなケースでは、光変調素子は、複数色の色成分光毎に時分割で動作する必要がある。

また、光変調素子の構成によっては、１つのフレームを構成する複数のサブフレームの順序及び期間が固定的に定められていることも考えられる。複数のサブフレームの順序及び期間が固定的に定められている場合には、上述した技術のように、サブフレーム長を自由に変更することができない。

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、複数のサブフレームの順序及び期間が固定的に定められていても、映像の高輝度化を実現することを可能とする投写型映像表示装置及び信号処理装置を提供することを目的とする。

第１の特徴に係る投写型映像表示装置は、複数色の色成分光を個別に出射するように構成された光源（光源１０）と、１つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、前記複数色の色成分光のそれぞれを変調するように構成された光変調素子（ＤＭＤ６０）と、前記光源から出射される前記複数色の色成分光の発光期間を制御するとともに、複数の映像信号に基づいて前記光変調素子を制御するように構成された制御部（制御部２５０）とを備える。前記１つのフレーム内において、前記複数のサブフレームの順序及び期間が定められており、前記複数のサブフレームの期間が互いに異なる。前記制御部は、前記複数色の映像信号の明るさ成分に基づいて、前記複数のサブフレームに対する前記複数色の色成分光の割り当てを行う。

第１の特徴において、前記制御部は、前記複数のサブフレームに対する前記複数色の色成分光の割り当てに応じて、前記光源から出射される前記複数のサブフレームの光量を制御する。

第１の特徴において、前記制御部は、前記複数色の映像信号の階調幅に基づいて、前記複数のサブフレームに対する前記複数色の色成分光の割り当てを行う。

第２の特徴に係る信号処理装置は、複数色の色成分光を個別に出射するように構成された光源を制御するとともに、１つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、前記複数色の色成分光のそれぞれを変調するように構成された光変調素子を制御するように構成された制御部を備える。前記制御部は、前記光源から出射される前記複数色の色成分光の発光期間を制御するとともに、複数の映像信号に基づいて前記光変調素子を制御する。前記１つのフレーム内において、前記複数のサブフレームの順序及び期間が定められており、前記複数のサブフレームの期間が互いに異なる。前記制御部は、前記複数色の映像信号の明るさ成分に基づいて、前記複数のサブフレームに対する前記複数色の色成分光の割り当てを行う。

本発明によれば、サブフレーム長が固定的に定められていても、映像の高輝度化を実現することを可能とする投写型映像表示装置及び信号処理装置を提供することができる。

第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す図である。 第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の機能を示すブロック図である。 第１実施形態に係る複数色の色成分光の割り当てを説明するための図である。 第１実施形態に係る複数色の色成分光の割り当て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の動作を示すフロー図である。 第１実施形態に係る信号変換の一例を示す図である。 第１実施形態に係る信号変換の一例を示す図である。 第１実施形態に係る信号変換の一例を示す図である。 変更例１に係る視認明るさを説明するための図である。 変更例２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３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３に係る補正係数を示す図である。 変更例３に係る補正係数を示す図である。

以下において、本発明の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。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］
実施形態に係る投写型映像表示装置は、複数色の色成分光を個別に出射するように構成された光源と、１つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、複数色の色成分光のそれぞれを変調するように構成された光変調素子と、光源から出射される複数色の色成分光の発光期間を制御するとともに、複数の映像信号に基づいて光変調素子を制御するように構成された制御部とを備える。１つのフレーム内において、複数のサブフレームの順序及び期間が定められており、複数のサブフレームの期間が互いに異なる。制御部は、複数色の映像信号の明るさ成分に基づいて、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを行う。

実施形態では、制御部は、複数色の映像信号の明るさ成分に基づいて、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを行う。従って、複数のサブフレームの順序及び期間が固定的に定められていても、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを動的に行うことによって、映像の高輝度化を実現することができる。

［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の構成を示す図である。

図１に示すように、投写型映像表示装置１００は、光源１０と、ロッドインテグレータ２０と、リレー光学素子３０と、反射ミラー４０と、プリズム５０と、ＤＭＤ６０と、投写レンズユニット７０とを有する。

光源１０は、複数色の色成分光を個別に出射するように構成される。例えば、光源１０は、光源１０Ｒ、光源１０Ｇ及び光源１０Ｂによって構成される。

光源１０Ｒは、赤成分光Ｒを出射する光源であり、例えば、赤ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や赤ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）である。光源１０Ｇは、緑成分光Ｇを出射する光源であり、例えば、緑ＬＥＤや緑ＬＤである。光源１０Ｂは、青成分光Ｂを出射する光源であり、例えば、青ＬＥＤや青ＬＤである。

第１実施形態では、光源１０は、１フレームを構成する複数のサブフレーム毎に、各色成分光を時分割で出射するように構成されている。ここで、複数のサブフレームの順序及び期間は固定的に定められている。また、複数のサブフレームの期間が互いに異なっている。

なお、１フレームを構成する複数のサブフレームに対する各色成分光の割り当てについては後述する（図３及び図４を参照）。

ロッドインテグレータ２０は、光入射面と、光出射面と、光入射面の外周から光出射面の外周に亘って設けられる光反射側面とを有する。ロッドインテグレータ２０は、光源１０から出射された色成分光を均一化する。詳細には、ロッドインテグレータ２０は、光反射側面で色成分光を反射することによって、色成分光を均一化する。

リレー光学素子３０は、光源１０から出射された色成分光の拡大を抑制しながら、色成分光をＤＭＤ６０上に略結像する。リレー光学素子３０は、例えば、複数のレンズ群によって構成される。

反射ミラー４０は、リレー光学素子３０から出射された色成分光をプリズム５０側に反射する。

プリズム５０は、反射ミラー４０で反射された色成分光をＤＭＤ６０側に透過する。一方で、プリズム５０は、ＤＭＤ６０で反射された色成分光を投写レンズユニット７０側に反射する。

ＤＭＤ６０は、１つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、前記複数色の色成分光のそれぞれを変調するように構成されている。

具体的には、ＤＭＤ６０は、複数の微小ミラーによって構成されており、複数の微小ミラーは可動式である。各微小ミラーは、基本的に１画素に相当する。ＤＭＤ６０は、各微小ミラーの角度を変更することによって、色成分光が有効光として投写レンズユニット７０側に導かれるように色成分光を反射するか否かを切り替える。

なお、１フレームを構成する複数のサブフレームに対する各色成分光の割り当てについては後述する（図３及び図４を参照）。

投写レンズユニット７０は、複数のレンズ群によって構成されており、プリズム５０で反射された光を投写面（不図示）上に投写する。

（投写型映像表示装置の機能）
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機能について、図面を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００（信号処理装置２００）の機能を示すブロック図である。

信号処理装置２００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を取得する。信号処理装置２００は、赤出力信号Ｒ_ｏｕｔ、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔ及び青出力信号Ｂ_ｏｕｔを含む映像出力信号を出力する。なお、赤入力信号Ｒ_ｉｎ、緑入力信号Ｇ_ｉｎ及び青入力信号Ｂ_ｉｎは、それぞれ、最低画素値Ｓｉｇ_ｍｉｎ（例えば、“０”）〜最高画素値Ｓｉｇ_ｍａｘ（例えば、“２５５”）の範囲の値である。同様に、赤出力信号Ｒ_ｏｕｔ、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔ及び青出力信号Ｂ_ｏｕｔは、それぞれ、最低画素値（例えば、“０”）〜最高画素値（例えば、“２５５”）の範囲の値である。

図４に示すように、信号処理装置２００は、信号受付部２１０と、解析部２２０と、光源制御部２３０と、素子制御部２４０とを有する。なお、光源制御部２３０及び素子制御部２４０は、制御部２５０を構成する。

信号受付部２１０は、ＤＶＤやＴＶチューナなどの外部機器から映像入力信号を受け付ける。

解析部２２０は、映像入力信号を解析する。具体的には、解析部２２０は、フレームを構成する複数の画素毎の映像入力信号の明るさ成分を解析する。

第１実施形態では、明るさ成分は、映像入力信号の値そのものである。なお、明るさ成分は、ＨＳＶ変換又はＹＵＶ変換によって得られる明度成分や輝度成分であってもよい。

例えば、解析部２２０は、フレームを構成する複数の画素毎の赤入力信号Ｒ_ｉｎに基づいて、赤入力信号Ｒ_ｉｎの最大値Ｒ_ｍａｘを取得する。同様に、解析部２２０は、フレームを構成する複数の画素毎の緑入力信号Ｇ_ｉｎに基づいて、緑入力信号Ｇ_ｉｎの最大値Ｇ_ｍａｘを取得し、フレームを構成する複数の画素毎の青入力信号Ｂ_ｉｎに基づいて、青入力信号Ｂ_ｉｎの最大値Ｂ_ｍａｘを取得する。

なお、解析部２２０は、赤入力信号Ｒ_ｉｎの信号強度(階調)毎に赤入力信号Ｒ_ｉｎの頻度を表すヒストグラムを生成してもよい。同様に、解析部２２０は、緑入力信号Ｇ_ｉｎの信号強度(階調)毎に緑入力信号Ｇ_ｉｎの頻度を表すヒストグラムを生成し、青入力信号Ｂ_ｉｎの信号強度(階調)毎に青入力信号Ｂ_ｉｎの頻度を表すヒストグラムを生成してもよい。

また、解析部２２０は、赤入力信号Ｒ_ｉｎの最小値Ｒ_ｍｉｎを取得してもよい。同様に、解析部２２０は、緑入力信号Ｇ_ｉｎの最小値Ｇ_ｍｉｎを取得し、フレームを構成する複数の画素毎の青入力信号Ｂ_ｉｎに基づいて、青入力信号Ｂ_ｉｎの最小値Ｂ_ｍｉｎを取得してもよい。

光源制御部２３０は、光源１０を制御する。具体的には、光源制御部２３０は、解析部２２０の解析結果に応じて、１フレーム内において、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂの発光順序及び発光期間を制御する。すなわち、光源制御部２３０は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを、複数のサブフレームのいずれに割り当てるかについて制御する。

このように、光源制御部２３０は、解析部２２０の解析結果、すなわち、映像入力信号の明るさ成分に基づいて、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを行う。

素子制御部２４０は、ＤＭＤ６０を制御する。第１に、素子制御部２４０は、映像入力信号を映像出力信号に変換して、映像出力信号に基づいて、ＤＭＤ６０を制御する。

第２に、素子制御部２４０は、解析部２２０の解析結果に応じて、１フレーム内において、赤出力信号Ｒ_ｏｕｔ、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔ及び青出力信号Ｂ_ｏｕｔの出力順序及び出力期間を制御する。すなわち、すなわち、素子制御部２４０は、赤出力信号Ｒ_ｏｕｔ、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔ及び青出力信号Ｂ_ｏｕｔを、複数のサブフレームのいずれに割り当てるかについて制御する。

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の出力順序及び出力期間は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂの発光順序及び発光期間と同期することは勿論である。

このように、素子制御部２４０は、解析部２２０の解析結果、すなわち、映像入力信号の明るさ成分に基づいて、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを行う。

ここで、素子制御部２４０は、映像入力信号を映像出力信号に変換する際に、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てに応じて、色バランスを維持するための変換処理を行うことに留意すべきである。また、素子制御部２４０は、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てに応じて、映像入力信号の伸張処理を行うことに留意すべきである。

上述したように、制御部２５０は、光源制御部２３０及び素子制御部２４０によって制御される。光源制御部２３０は、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てに応じて光源１０を制御する。素子制御部２４０は、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てに応じてＤＭＤ６０を制御する。すなわち、制御部２５０は、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを制御することに留意すべきである。

（複数色の色成分光の割り当て）
以下において、第１実施形態に係る複数色の色成分光の割り当てについて、図面を参照しながら説明する。図３及び図４は、第１実施形態に係る複数色の色成分光の割り当てを説明するための図である。

図３及び図４に示すように、１つのフレームは、複数のサブフレームによって構成される。第１実施形態では、１つのフレームは、サブフレーム＃１、サブフレーム＃２及びサブフレーム＃３によって構成される。サブフレーム＃１、サブフレーム＃２及びサブフレーム＃３の順序及び期間は固定的に定められている。サブフレーム＃１の期間は、サブフレーム＃３の期間と同じである。サブフレーム＃２の期間は、サブフレーム＃１の期間（＝サブフレーム＃３の期間）のｎ倍（ここでは、２倍）である。

第１に、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の第１割り当てについて、図３を参照しながら説明する。第１割り当ては、デフォルトの割り当てである。すなわち、第１割り当てを前提にして、投写型映像表示装置１００が光源１０及びＤＭＤ６０を制御するように設計されていることに留意すべきである。また、第１割り当てを前提として、映像の色バランスが最適化されるように設計されていることに留意すべきである。

図３に示すように、第１割り当てでは、サブフレーム＃１に対して赤成分光Ｒが割り当てられており、サブフレーム＃２に対して緑成分光Ｇが割り当てられており、サブフレーム＃３に対して青成分光Ｂが割り当てられている。

すなわち、サブフレーム＃１において、光源制御部２３０は、赤成分光Ｒを出射するように光源１０Ｒを制御し、素子制御部２４０は、赤出力信号Ｒ_ｏｕｔに基づいてＤＭＤ６０を制御する。サブフレーム＃２において、光源制御部２３０は、緑成分光Ｇを出射するように光源１０Ｇを制御し、素子制御部２４０は、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔに基づいてＤＭＤ６０を制御する。サブフレーム＃３において、光源制御部２３０は、青成分光Ｂを出射するように光源１０Ｂを制御し、素子制御部２４０は、青出力信号Ｂ_ｏｕｔに基づいてＤＭＤ６０を制御する。

第２に、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の第２割り当てについて、図４を参照しながら説明する。

図４に示すように、第２割り当てでは、サブフレーム＃１に対して緑成分光Ｇが割り当てられており、サブフレーム＃２に対して赤成分光Ｒが割り当てられており、サブフレーム＃３に対して青成分光Ｂが割り当てられている。

すなわち、サブフレーム＃１において、光源制御部２３０は、緑成分光Ｇを出射するように光源１０Ｇを制御し、素子制御部２４０は、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔに基づいてＤＭＤ６０を制御する。サブフレーム＃３において、光源制御部２３０は、赤成分光Ｒを出射するように光源１０Ｒを制御し、素子制御部２４０は、赤出力信号Ｒ_ｏｕｔに基づいてＤＭＤ６０を制御する。サブフレーム＃３において、光源制御部２３０は、青成分光Ｂを出射するように光源１０Ｂを制御し、素子制御部２４０は、青出力信号Ｂ_ｏｕｔに基づいてＤＭＤ６０を制御する。

このように、第２割り当てでは、第１割り当て（デフォルト割り当て）に対して、赤成分光Ｒが割り当てられるサブフレームが、緑成分光Ｇが割り当てられるサブフレームと入れ替わっている。また、第２割り当てでは、第１割り当て（デフォルト割り当て）に対して、赤成分光Ｒが割り当てられるサブフレームがｎ倍であり、緑成分光Ｇが割り当てられるサブフレームが１／ｎ倍である。

従って、色バランスを保つために、第１割り当て（デフォルト割り当て）に対して、赤入力信号Ｒ_ｉｎを１／ｎ倍して赤出力信号Ｒ_ｏｕｔを取得するとともに、緑入力信号Ｇ_ｉｎをｎ倍して緑出力信号Ｇ_ｏｕｔを取得する必要があることに留意すべきである。

なお、図示を省略するが、第１割り当て（デフォルト割り当て）に対して、赤成分光Ｒが割り当てられるサブフレームが、青成分光Ｂが割り当てられるサブフレームと入れ替わる第３割り当ても存在することに留意すべきである。

（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５は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００（信号処理装置２００）の動作を示すフロー図である。

ここでは、第１割り当て（デフォルト割り当て）において、緑成分光Ｇが割り当てられるサブフレームの期間が、赤成分光Ｒ及び青成分光Ｂが割り当てられる期間のｎ倍であるケースについて例示する。

図５に示すように、ステップ１０において、信号処理装置２００は、緑入力信号Ｇ_ｉｎの最大値Ｇ_ｍａｘが１／ｎ×最高画素値Ｓｉｇ_ｍａｘ以下であるか否かを判定する。信号処理装置２００は、最大値Ｇ_ｍａｘが１／ｎ×最高画素値Ｓｉｇ_ｍａｘ以下である場合に、ステップ２０の処理に移る。一方で、信号処理装置２００は、最大値Ｇ_ｍａｘが１／ｎ×最高画素値Ｓｉｇ_ｍａｘよりも大きい場合に、一連の処理を終了する。すなわち、第１割り当て（デフォルト割り当て）が用いられる。

ステップ２０において、信号処理装置２００は、色成分光の割り当てを変更する条件（割り当て変更条件）が満たされているか否かを判定する。信号処理装置２００は、割り当て変更条件が満たされている場合に、ステップ３０の処理に移る。一方で、信号処理装置２００は、割り当て変更条件が満たされていない場合に、一連の処理を終了する。すなわち、デフォルト割り当てが用いられる。

なお、割り当て変更条件は、赤入力信号Ｒ_ｉｎの最大値Ｒ_ｍａｘが緑入力信号Ｇ_ｉｎの最大値Ｇ_ｍａｘよりも大きいこと、若しくは、青入力信号Ｂ_ｉｎの最大値Ｂ_ｍａｘが緑入力信号Ｇ_ｉｎの最大値Ｇ_ｍａｘよりも大きいことである。

ステップ３０において、信号処理装置２００は、赤入力信号Ｒ_ｉｎの最大値Ｒ_ｍａｘが青入力信号Ｂ_ｉｎの最大値Ｂ_ｍａｘよりも大きいか否かを判定する。信号処理装置２００は、最大値Ｒ_ｍａｘが最大値Ｂ_ｍａｘよりも大きい場合に、ステップ４０の処理に移る。一方で、信号処理装置２００は、最大値Ｒ_ｍａｘが最大値Ｂ_ｍａｘよりも大きくない場合に、ステップ５０の処理に移る。

ステップ４０において、信号処理装置２００は、赤入力信号Ｒ_ｉｎを１／ｎ倍することによって、赤出力信号Ｒ_ｏｕｔを取得する。

なお、信号処理装置２００は、第１割り当て（デフォルト割り当て）に対して、赤成分光Ｒが割り当てられるサブフレームを緑成分光Ｇが割り当てられるサブフレームと入れ替える。すなわち、第２割り当てが採用される。

ステップ５０において、信号処理装置２００は、青入力信号Ｂ_ｉｎを１／ｎ倍することによって、青出力信号Ｂ_ｏｕｔを取得する。

なお、信号処理装置２００は、第１割り当て（デフォルト割り当て）に対して、青成分光Ｂが割り当てられるサブフレームを緑成分光Ｇが割り当てられるサブフレームと入れ替える。すなわち、第３割り当てが採用される。

ステップ６０において、信号処理装置２００は、緑入力信号Ｇ_ｉｎをｎ倍することによって、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔを取得する。

ステップ７０において、信号処理装置２００は、赤出力信号Ｒ_ｏｕｔ、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔ及び青出力信号Ｂ_ｏｕｔのうち、最も大きい信号の値（最大値Ｓ_{ｌａｒｇｅｓｔ}）を抽出する。

ステップ８０において、信号処理装置２００は、信号伸張処理を行う。具体的には、信号処理装置２００は、“Ｓｉｇ_ｍａｘ／Ｓｉｇ_{ｌａｒｇｅｓｔ}”を伸張係数として算出する。続いて、信号処理装置２００は、赤出力信号Ｒ_ｏｕｔ、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔ及び青出力信号Ｂ_ｏｕｔに伸張係数“Ｓｉｇ_ｍａｘ／Ｓｉｇ_{ｌａｒｇｅｓｔ}”を乗算して、ＤＭＤ６０の制御に用いる赤出力信号Ｒ_ｏｕｔ、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔ及び青出力信号Ｂ_ｏｕｔを取得する。

なお、信号処理装置２００は、一連の処理で定まった赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂの割り当てに従って、光源１０及びＤＭＤ６０を制御することに留意すべきである。また、信号処理装置２００は、デフォルト割り当てとは異なる割り当てを行った場合には、ステップ８０で取得された赤出力信号Ｒ_ｏｕｔ、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔ及び青出力信号Ｂ_ｏｕｔに基づいて、ＤＭＤ６０を制御することに留意すべきである。

（信号変換の一例）
以下において、第１実施形態に係る信号変換の一例について、図面を参照しながら説明する。図６〜図８は、第１実施形態に係る信号変換の一例を示す図である。

ここでは、１つのフレームは、サブフレーム＃１、サブフレーム＃２及びサブフレーム＃３によって構成される。

また、デフォルト割り当てにおいて、緑成分光Ｇが割り当てられるサブフレーム＃２の期間が、赤成分光Ｒが割り当てられるサブフレーム＃１の期間及び青成分光Ｂが割り当てられるサブフレーム＃３の期間の２倍であるケースについて例示する。

第１に、映像入力信号の分布について、図６を参照しながら説明する。図６に示すように、赤入力信号Ｒ_ｉｎの最大値Ｒ_ｍａｘは、“２５５”であり、緑入力信号Ｇ_ｉｎの最大値Ｇ_ｍａｘは、“６４”であり、青入力信号Ｂ_ｉｎの最大値Ｂ_ｍａｘは、“１９２”である。

このようなケースでは、最大値Ｇ_ｍａｘ“６４”が１／２×最高画素値Ｓｉｇ_ｍａｘ＝“１２８”以下であり、最大値Ｒ_ｍａｘ“２５５”が最大値Ｇ_ｍａｘ“６４”よりも大きいため、各色成分光の割り当ては、デフォルト割り当てから変更される。

ここでは、最大値Ｒ_ｍａｘ“２５５”が最大値Ｂ_ｍａｘ“１９２”よりも大きいため、デフォルト割り当てに対して、赤成分光Ｒが割り当てられるサブフレーム＃１を緑成分光Ｇが割り当てられるサブフレーム＃２と入れ替える。すなわち、赤成分光Ｒがサブフレーム＃２に割り当てられ、緑成分光Ｇがサブフレーム＃１に割り当てられる。

第２に、サブフレームの割り当て変更に伴う信号変換について、図７を参照しながら説明する。上述したように、デフォルト割り当てに対して、赤成分光Ｒが割り当てられるサブフレーム＃２が２倍であるため、赤入力信号Ｒ_ｉｎを１／２倍することによって、赤出力信号Ｒ_ｏｕｔが取得される。一方で、デフォルト割り当てに対して、緑成分光Ｇが割り当てられるサブフレーム＃１が１／２倍であるため、緑成分光Ｇを２倍することによって、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔが取得される。

従って、図７に示すように、赤出力信号Ｒ_ｏｕｔの最大値Ｒ_ｍａｘは、“１２８”であり緑出力信号Ｇ_ｏｕｔの最大値Ｇ_ｍａｘは、“１２８”であり、青出力信号Ｂ_ｏｕｔの最大値Ｂ_ｍａｘは、“１９２”である。

第３に、信号伸張処理について、図８を参照しながら説明する。上述したように、赤出力信号Ｒ_ｏｕｔ、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔ及び青出力信号Ｂ_ｏｕｔに伸張係数“Ｓｉｇ_ｍａｘ／Ｓｉｇ_{ｌａｒｇｅｓｔ}”を乗算して、ＤＭＤ６０の制御に用いる赤出力信号Ｒ_ｏｕｔ、緑出力信号Ｇ_ｏｕｔ及び青出力信号Ｂ_ｏｕｔが取得される。ここで、最大値Ｓ_{ｌａｒｇｅｓｔ}は、青出力信号Ｂ_ｏｕｔ“１９２”であるため、伸張係数“Ｓｉｇ_ｍａｘ／Ｓｉｇ_{ｌａｒｇｅｓｔ}”は、“２５５／１９２”である。

従って、図８に示すように、ＤＭＤ６０の制御に用いる赤出力信号Ｒ_ｏｕｔは、“１７０”であり、ＤＭＤ６０の制御に用いる緑出力信号Ｇ_ｏｕｔは、“１７０”であり、ＤＭＤ６０の制御に用いる青出力信号Ｂ_ｏｕｔは、“２５５”である。

（作用及び効果）
第１実施形態では、信号処理装置２００は、複数色の映像信号の明るさ成分（第１実施形態では、映像入力信号の値そのもの）に基づいて、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを行う。従って、複数のサブフレームの順序及び期間が固定的に定められていても、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを動的に行うことによって、映像の高輝度化を実現することができる。

例えば、図６〜図８に示した例では、赤入力信号Ｒ_ｉｎの最大値Ｒ_ｍａｘが大きい場合に、赤成分光Ｒに対して、他のサブフレームよりも長い期間を有するサブフレーム＃２が割り当てられる。これによって、信号伸張処理によって、赤出力信号Ｒ_ｏｕｔを増大する余地が生まれ、赤成分光Ｒの輝度を高めることができる。

第１実施形態では、信号処理装置２００は、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てに応じて、映像入力信号を映像出力信号に変換する。従って、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂによって構成される映像の色バランスを維持することができる。

［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、信号処理装置２００は、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てに応じて、光源１０から出射される複数のサブフレームの光量を制御する。詳細には、信号処理装置２００は、サブフレームの割り当て変更に伴って、デフォルト割り当てに対して、短い期間のサブフレームを割り当てられた色成分光について、光源１０から出射される色成分光の光量を増大する。

変更例１は、例えば、ｎフレーム目において、サブフレームの割り当て変更が行われて、ｎ＋１フレーム目において、サブフレームの割り当て変更が行われないケースに適用される。なお、ｎ＋１フレーム目において、サブフレームの割り当て変更が行われない理由は、緑入力信号Ｇ_ｉｎの最大値Ｇ_ｍａｘが１／ｎ×最高画素値Ｓｉｇ_ｍａｘよりも大きいこと等である。

図９に示すように、ｎフレーム目において、サブフレームの割り当て変更が行われるため、信号伸張処理（上述したステップ８０）が適用される。従って、視認される明るさ（指数）は、信号値×伸張係数“Ｓｉｇ_ｍａｘ／Ｓｉｇ_{ｌａｒｇｅｓｔ}”である。一方で、ｎ＋１フレーム目において、サブフレームの割り当て変更が行われないため、信号伸張処理（上述したステップ８０）が適用されない。従って、視認される明るさ（指数）は、信号値×１である。

ここで、ｎフレーム目が背景映像のみによって構成されており、ｎ＋１フレーム目が背景映像及び物体映像によって構成されるケースについて考える。このようなケースでは、信号伸張処理の有無によって、ｎ＋１フレーム目の背景映像がｎフレーム目の背景映像よりも暗くなる。

変更例１では、緑入力信号Ｇ_ｉｎの最大値Ｇ_ｍａｘが１／ｎ×最高画素値Ｓｉｇ_ｍａｘよりも大きくても、ｎ＋１フレーム目において、サブフレームの割り当て変更を維持して、信号伸張処理（上述したステップ８０）が適用される。

ここで、緑入力信号Ｇ_ｉｎの最大値Ｇ_ｍａｘが１／ｎ×最高画素値Ｓｉｇ_ｍａｘよりも大きいため、緑入力信号Ｇ_ｉｎを緑出力信号Ｇ_ｏｕｔに変換する際に、緑入力信号Ｇ_ｉｎをｎ倍することができない。

従って、変更例１では、信号処理装置２００は、光源１０Ｇから出射される緑成分光Ｇの光量を増大する。すなわち、信号処理装置２００は、サブフレームの割り当て変更に伴って、デフォルト割り当てで割り当てられるサブフレーム＃２よりも短い期間のサブフレーム＃１が割り当てられた緑成分光Ｇの光量を増大する。

ここで、デフォルト割り当てでは、緑成分光Ｇは、サブフレーム＃２に割り当てられるため、緑成分光Ｇがサブフレーム＃２よりも短いサブフレーム＃１に割り当てられると、光源１０Ｇに流す電流値を一時的に増大することが可能である。すなわち、光源１０ＧのＤｕｔｙ比が下がるため、光源１０Ｇに流す電流値を一時的に増大することが可能である。従って、光源１０Ｇの破壊が回避される。

（作用及び効果）
変更例１では、信号処理装置２００は、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てに応じて、光源１０から出射される複数のサブフレームの光量を制御する。

これによって、サブフレームの割り当て変更に伴って、映像入力信号をｎ倍することができない場合であっても、光源１０の破壊を回避しながら、特定の色成分光（ここでは、緑成分光Ｇ）の不足を抑制することができる。

なお、特定の色成分光は、デフォルト割り当てにおいて、他のサブフレームよりも長いサブフレームに割り当てられる色成分光である。

［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、信号処理装置２００は、複数色の映像信号の階調幅に基づいて、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを行う。詳細には、信号処理装置２００は、階調幅が大きい色成分光を他のサブフレームよりも長いサブフレームに割り当てる。

（投写型映像表示装置の動作）
以下において、変更例２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１０は、変更例２に係る投写型映像表示装置１００（信号処理装置２００）の動作を示すフロー図である。

なお、図１０では、図５と同様の処理について、図５と同様のステップ番号を付している。また、以下においては、図５と同様の処理の説明については省略する。

ここで、図１０に示すフローでは、図５に示すフローと比べて、ステップ２１の処理及びステップ２２の処理が追加されていることに留意すべきである。

図１０に示すように、ステップ２１において、信号処理装置２００は、赤入力信号Ｒ_ｉｎの最大値Ｒ_ｍａｘが青入力信号Ｂ_ｉｎの最大値Ｂ_ｍａｘと同じであるか否かを判定する。信号処理装置２００は、最大値Ｒ_ｍａｘが最大値Ｂ_ｍａｘと同じである場合には、ステップ２２の処理に移る。一方で、信号処理装置２００は、最大値Ｒ_ｍａｘが最大値Ｂ_ｍａｘと異なる場合には、ステップ３０の処理に移る。

ステップ２２において、信号処理装置２００は、青入力信号Ｂ_ｉｎの階調幅が赤入力信号Ｒ_ｉｎの階調幅よりも大きいか否かを判定する。すなわち、信号処理装置２００は、最大値Ｂ_ｍａｘと最小値Ｂ_ｍｉｎとの差分（Ｂ_ｍａｘ−Ｂ_ｍｉｎ）が最大値Ｒ_ｍａｘと最小値Ｒ_ｍｉｎとの差分（Ｒ_ｍａｘ−Ｒ_ｍｉｎ）よりも大きいか否かを判定する。信号処理装置２００は、青入力信号Ｂ_ｉｎの階調幅が赤入力信号Ｒ_ｉｎの階調幅よりも大きい場合に、ステップ５０の処理に移る。一方で、信号処理装置２００は、青入力信号Ｂ_ｉｎの階調幅が赤入力信号Ｒ_ｉｎの階調幅よりも大きくない場合に、ステップ４０の処理に移る。

このように、変更例２では、信号処理装置２００は、サブフレームの割り当てを変更する場合に、最大値Ｒ_ｍａｘが最大値Ｂ_ｍａｘと同じであれば、階調幅が大きい色成分光を他のサブフレームよりも長いサブフレームに割り当てる。

（作用及び効果）
変更例２では、信号処理装置２００は、サブフレームの割り当てを変更する場合に、階調幅が大きい色成分光を他のサブフレームよりも長いサブフレームに割り当てる。従って、適切な色成分光を長いサブフレームに割り当て、長いサブフレームに割り当てられた色成分光の階調幅を高め、滑らかな映像を実現することができる。

［変更例３］
以下において、第１実施形態の変更例３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３では、信号処理装置２００は、複数色の映像信号の階調幅に基づいて、複数のサブフレームに対する複数色の色成分光の割り当てを行う。詳細には、信号処理装置２００は、階調幅が大きい色成分光を他のサブフレームよりも長いサブフレームに割り当てる。

（投写型映像表示装置の動作）
以下において、変更例３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は、変更例３に係る投写型映像表示装置１００（信号処理装置２００）の動作を示すフロー図である。

なお、図１１では、図５と同様の処理について、図５と同様のステップ番号を付している。また、以下においては、図５と同様の処理の説明については省略する。

ここで、図１１に示すフローでは、図５に示すフローと比べて、ステップ３０の処理に代えて、ステップ３１の処理が追加されていることに留意すべきである。

図１１に示すように、ステップ３１において、信号処理装置２００は、補正係数Ｃ_ｒによって最大値Ｒ_ｍａｘを補正した値（“Ｒ_ｍａｘ×Ｃ_ｒ”）が補正係数Ｃ_bによって最大値Ｂ_ｍａｘを補正した値（“Ｂ_ｍａｘ×Ｃ_ｂ”）よりも大きいか否かを判定する。信号処理装置２００は、“Ｒ_ｍａｘ×Ｃ_ｒ”が“Ｂ_ｍａｘ×Ｃ_ｂ”よりも大きい場合に、ステップ４０の処理に移る。一方で、信号処理装置２００は、“Ｒ_ｍａｘ×Ｃ_ｒ”が“Ｂ_ｍａｘ×Ｃ_ｂ”よりも大きくない場合に、ステップ５０の処理に移る。

ここで、補正係数Ｃ_ｒは、図１２に示すように、赤入力信号Ｒ_ｉｎの階調幅、すなわち、最大値Ｒ_ｍａｘと最小値Ｒ_ｍｉｎとの差分（Ｒ_ｍａｘ−Ｒ_ｍｉｎ）に応じて定められる。詳細には、赤入力信号Ｒ_ｉｎの階調幅が大きいほど、補正係数Ｃ_ｒが大きい。

同様に、補正係数Ｃ_bは、図１３に示すように、青入力信号Ｂ_ｉｎの階調幅、すなわち、最大値Ｂ_ｍａｘと最小値Ｂ_ｍｉｎとの差分（Ｂ_ｍａｘ−Ｂ_ｍｉｎ）に応じて定められる。詳細には、青入力信号Ｂ_ｉｎの階調幅が大きいほど、補正係数Ｃ_bが大きい。

（作用及び効果）
変更例３では、信号処理装置２００は、サブフレームの割り当てを変更する場合に、階調幅が大きい色成分光を他のサブフレームよりも長いサブフレームに割り当てる。従って、適切な色成分光を長いサブフレームに割り当て、長いサブフレームに割り当てられた色成分光の階調性を高め、滑らかな映像を実現することができる。

［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。

上述した実施形態では、１フレームが３つのサブフレームによって構成されており、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂが３つのサブフレームに割り当てられるケースについて例示した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂに加えて、白成分光、シアン成分光、マゼンタ成分光、黄成分光などを用いてもよい。なお、１フレームを構成するサブフレーム数は、色成分光の種類数に応じて定められる。

変更例３では、補正係数Ｃ_ｒは、赤入力信号Ｒ_ｉｎの階調幅によって定められる。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。補正係数Ｃ_ｒは、赤入力信号Ｒ_ｉｎのヒストグラム解析によって定められてもよい。補正係数Ｃ_ｒは、赤入力信号Ｒ_ｉｎの分散値等によって定められてもよい。補正係数Ｃ_bについても同様であることは勿論である。

１０…光源、２０…ロッドインテグレータ、３０…リレー光学素子、４０…反射ミラー、５０…プリズム、６０…ＤＭＤ、７０…投写レンズユニット、１００…投写型映像表示装置、２００…信号処理装置、２１０…信号受付部、２２０…解析部、２３０…光源制御部、２４０…素子制御部、２５０…制御部

Claims (4)

1. 複数色の色成分光を個別に出射するように構成された光源と、
   １つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、前記複数色の色成分光のそれぞれを変調するように構成された光変調素子と、
   前記光源から出射される前記複数色の色成分光の発光期間を制御するとともに、複数の映像信号に基づいて前記光変調素子を制御するように構成された制御部とを備え、
   前記１つのフレーム内において、前記複数のサブフレームの順序及び期間が定められており、前記複数のサブフレームの期間が互いに異なっており、
   前記制御部は、前記複数色の映像信号の明るさ成分に基づいて、前記複数のサブフレームに対する前記複数色の色成分光の割り当てを行うことを特徴とする投写型映像表示装置。
2. 前記制御部は、前記複数のサブフレームに対する前記複数色の色成分光の割り当てに応じて、前記光源から出射される前記複数のサブフレームの光量を制御することを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
3. 前記制御部は、前記複数色の映像信号の階調幅に基づいて、前記複数のサブフレームに対する前記複数色の色成分光の割り当てを行うことを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
4. 複数色の色成分光を個別に出射するように構成された光源を制御するとともに、１つのフレームを構成する複数のサブフレーム毎に、前記複数色の色成分光のそれぞれを変調するように構成された光変調素子を制御するように構成された制御部を備えた信号処理装置であって、
   前記制御部は、前記光源から出射される前記複数色の色成分光の発光期間を制御するとともに、複数の映像信号に基づいて前記光変調素子を制御し、
   前記１つのフレーム内において、前記複数のサブフレームの順序及び期間が定められており、前記複数のサブフレームの期間が互いに異なっており、
   前記制御部は、前記複数色の映像信号の明るさ成分に基づいて、前記複数のサブフレームに対する前記複数色の色成分光の割り当てを行うことを特徴とする信号処理装置。

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