JP4003796B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、高コントラストな画像を表示する画像表示装置に関する。

従来、光源（以下ランプと称する）より射出された光を、透過型または反射型の光変調作用を有する表示素子で、空間的に変調して映像を表示する映像表示装置として、投写型表示装置や直視型液晶表示装置が知られている。

図２０は、投写型表示装置の一例として、透過型の液晶パネルを用いた投写型表示装置の構成を示す。

図２０において、各構成要素は以下のように働く。

ランプ１０５は光源として、液晶パネル１１５を照明する。投写レンズ１１６は、液晶パネル１１５上に表示された映像を、スクリーン１１７上に拡大して投写する。ランプ温度制御用冷却ファン１０８は、高温となるランプ１０５を冷却する。

ランプ駆動部１０４はランプ１０５を、駆動する。ファン制御信号発生部１０７はランプ温度制御用冷却ファン１０８を駆動する。

液晶パネル駆動部１１４は、映像信号を、液晶パネル１１５を駆動するのに必要な信号に変換、処理して液晶パネル１１５上に画像を表示させる。

以上のスクリーン1１７以外の構成要素が、プロジェクタ−１１８（投写型表示装置）に含まれている。

また、プロジェクタテレビ（ＰＴＶ）においては、スクリーン１１７が表示装置内部に組み込まれて、スクリーンの背面から画像が投射される。直視型液晶表示装置においては、上記の説明の構成から投写レンズ１１６、スクリーン１１７が除かれ、使用者が、直接、液晶パネル上の画像を見る。

上述のような、液晶パネルなどの光変調作用を有した表示素子による映像表示装置においては、ＣＲＴなどの自発光型表示素子を用いた映像表示装置と比較した場合、暗部の黒浮きが起こりやすい傾向がある。

黒の浮きを抑制し、表示画像のコントラストを改善する方法の一つとして、入力映像のシーンに応じてランプの発光輝度を動的に変化させる方法が提案されている。例えば、特開平５−１２７６０８号公報や特開平６−１６０８１１号公報にその方法が開示されている。

特開平５−１２７６０８号公報では、次のような方法が提案されている。

入力映像信号の特徴が、入力映像信号の最大値と最小値から検出される。最大値と最小値の中間の値があらかじめ設定したしきい値より高い場合、ランプの輝度が下げられて表示画像の輝度が一定の範囲に保たれる。

特開平６−１６０８１１号公報では、次のような方法が提案されている。

入力映像信号の最大値が検出される。最大値があらかじめ設定したしきい値より高い場合はランプの輝度が上げられる。最大値があらかじめ設定したしきい値より低い場合はランプの輝度が下げられる。さらに、最大値が低い時の映像輝度信号の振幅が、最大値が高い時の映像輝度信号振幅に比べ小さくされる。このことにより、最大値が高い場合と低い場合の相対的なコントラストを高められる。

上記のように光源となるランプ輝度が映像信号に応じて動的に制御される場合、入力される映像ソースによっては、ランプ駆動レベルが低いシーンやそれが高いシーンが長時間連続することが考えられる。

高圧水銀ランプやキセノンランプなどの放電式光源においては、上記のような状態の時に、ランプのバルブ部の温度が、信頼性を保証される範囲外に、低下したり、上昇したりする。

これが原因となって、黒化、白化と呼ばれるランプバルブ部の異物付着による曇りや、ランプの劣化を引き起こし、ランプの信頼性を低下させることが有り得る。

本発明の画像表示装置においては、表示素子は、入射光を変調して画像を表示する光変調作用を有する。ランプは、表示素子の入射光の光源となる。ランプ駆動部は、ランプを駆動する。ランプ電力レベル算出部は、入力映像信号のレベルに応じた前記ランプの駆動電力レベルを算出する。ランプ温度制御部は、ランプ電力レベル算出部からの入力信号の変動に応じて、ランプの温度を制御することにより、入力映像信号の変動形態に応じてランプ温度を、所定の範囲内で変化させる。

本発明の画像表示装置は、さらに、表示素子に形成される画像を、スクリーンに表示するために投射する投射レンズを含んでもよい。

本発明によれば、入力映像信号に応じてランプの輝度を変調する透過型あるいは反射型表示素子を用いた画像表示装置において、映像信号に応じて変調を行うランプのバルブ部の温度が、信頼性を保証される範囲内に保たれる。これにより、映像表示装置としてのコントラストを改善するとともに、ランプの寿命時間低下が防止され、ランプ輝度低下が防止される。また、本発明の画像表示装置は、ランプの輝度制御と映像輝度制御により、高コントラストな画像を表示する。

（実施の形態１）
図１、２は本発明の画像表示装置の一つの実施の形態の構成を示すブロック図である。

図１０から１３は本発明の概念を説明する図である。

図１において、ランプ５は光源として、液晶パネル１５を照明する。投写レンズ１６は、液晶パネル１５上に表示された映像を拡大して投写する。スクリーン１７は、その映像が投写される。

液晶パネル駆動部１４は、映像信号を、液晶パネル１５を駆動するのに必要な信号に変換、処理して液晶パネル１５上に画像を表示させる。

また、本発明の画像表示装置は、使用者が、直接、液晶パネル１５に表示される画像を見る直視型液晶表示装置であってもよい。

図２において、ランプ駆動レベル信号積分部９とランプ駆動レベル補正部１０は、ランプ駆動レベル補正部３を構成する。

映像信号入力端子１から入力映像信号が、ランプ電力レベル算出部２に入力される。ランプ電力レベル算出部２の出力信号は、ランプ駆動レベル信号積分部９に入力される。ランプ駆動レベル信号積分部９で積分された信号ならびにランプ電力レベル算出部２の出力信号は、ランプ駆動レベル補正部１０に入力される。ランプ駆動レベル補正部１０からランプ駆動レベル信号が、ランプ駆動部４に入力される。ランプ駆動部４の出力信号がランプ５を駆動する。

尚、本実施の形態では、ランプ温度制御部６はランプ駆動レベル補正部３により構成されている。

以下、入力から順を追って動作について説明する。

ランプ電力レベル算出部２は、入力映像信号に応じたランプ駆動電力レベルを算出する。例えば、入力映像のうち、映像の明るさに関係する輝度信号の最大値を算出する。

図１０に示される入力映像輝度信号とランプ駆動電力の相関の一例を参照しながら、ランプ電力レベル算出部２の動作を、以下に説明する。

輝度信号のフィールド毎の最大値が、入力ダイナミックレンジの１００％の時、ランプ駆動電力が最大（ＭＡＸ）に割り振られ、入力ダイナミックレンジの０％の時、ランプ駆動電力が最小（ＭＩＮ）に割り振られる。

輝度信号のフィールド毎の最大値が、入力ダイナミックレンジの１００％と０％との間の階調レベルの輝度信号が入力される時は、ランプ駆動電力は、最大と最小の間の値に補間される。

こうして、入力映像信号のレベルが高く明るいシーンの場合、ランプ駆動電力が上げられて、画像が明るく表示される。入力信号のレベルが低く暗いシーンと判断される場合、ランプ電力が下げられ、暗く表示される。このことにより、使用者が見て感じる表示映像のコントラスト感を改善する。

尚、入力映像信号の特徴を抽出するため、本説明では映像信号の輝度レベルの最大値のみを用いたが、ＲＧＢの入力信号を基にしてもよいし、色信号情報を含めてもよい。さらに、輝度信号など映像信号の最小値、平均値、ヒストグラム等の分布情報を用いてもよい。

このようにして得られた入力映像信号に対応したランプ駆動電力レベルが、ランプ駆動レベル補正部３に入力される。

次に、本実施の形態において、ランプ温度制御部６を構成するランプ駆動レベル補正部３の動作について、図２を例として以下の説明をする。

ランプ駆動レベル補正部３に含まれるランプ駆動レベル信号積分部９の動作を説明する。

図１１は、ある基準時間から動作の分岐点とする時間Ｔ１までの、ランプ駆動レベルの基となる入力映像輝度信号の最大値の時間変化を示す。

この図の斜線部１１１が、時間０からＴ１までの入力映像輝度信号の最大値を時間積分した積分値であり、時間Ｔ１の間の総ランプ駆動電力を示す。

ランプ駆動レベル信号積分部９は、この斜線部１１１の面積を算出する。Ｔ１毎に、ランプ駆動レベル信号積分部９は、リセットされて、積分値を再計算する。ここで、時間Ｔ１は、使用するランプにより最適化される。この一定時間Ｔ１毎のランプ駆動電力レベルの積分値１１１と、前述のランプ電力レベル算出部２からの出力信号が、ランプ駆動レベル補正部１０に入力される。ランプ駆動レベル補正部１０からの出力信号は、ランプ駆動部４に入力される。ランプ駆動部４の出力信号がランプ５を駆動する。

図１２、１３を用いてランプ駆動レベル補正部３に含まれるランプ駆動レベル補正部１０の動作を説明する。

図１２の時間Ｔ１までのランプ駆動電力の時間に対する変化は、図１１の入力映像輝度信号最大値のＴ１までの変化に対応する。

ランプ駆動レベル補正部１０は、一定時間Ｔ１までのランプ駆動電力レベルの積分値入力情報により、その駆動電力レベルが所定のしきい値より高いと判断する場合、ランプ５の信頼性が保証される温度となるまで、ランプ駆動レベル補正部１０がランプ駆動電力を減少させる。

図１２に示される例では、ランプ駆動電力が、ＭＡＸからＭＡＸ１まで低下させられる。この場合、ＭＡＸからＭＡＸ１までの駆動電力の推移は、表示画面上に違和感のない程度のゆっくりしたスピードが望ましい。これにより高いランプ駆動電力レベルが続いた場合、ランプ駆動電力レベル自身を下げることにより、ランプ５の信頼性が保証される温度まで、ランプ５の温度を低下させることができる。

ランプ駆動電力が低いレベルで連続して推移した場合、ランプ５の温度が低下し過ぎることが考えられる。

この場合、図１３に示すように、ランプ駆動レベル補正部１０が、ランプ駆動レベル信号積分部９の出力が所定のしきい値より小さく、一定時間Ｔ１までのランプ駆動電力レベルが小さいと判断する。この場合、ランプ駆動レベル補正部１０は、ランプ５の信頼性が保証される温度となるまでランプ駆動電力を増加させる。

図１３の例では、ランプ駆動レベル補正部１０は、ランプ駆動電力をＭＩＮからＭＩＮ１まで増加させる。これにより、低いランプ駆動電力レベルが続いた場合、ランプ駆動電力レベル自身を上げることによりランプ５の信頼性が保証されるまで、ランプ５の温度を上昇させることができる。

こうして、入力映像信号の変動形態に応じて、ランプ温度が制御され、ランプ温度が所定の範囲で変化させられる。

以上のように、入力される映像信号の最大値、最小値、平均値、ヒストグラム等の分布情報に応じてランプを駆動するレベルが算出される。

その後、ランプ駆動レベルが一定時間において時間積分された積分値情報から、低電力駆動レベル、高電力駆動レベルが連続する場合がそれぞれ検出される。このとき、ランプ駆動レベルが、各々、高電力駆動レベル側、低電力駆動レベル側にシフトされる。こうして、ランプのバルブ部の温度低下、温度上昇が防がれる。これにより、ランプの寿命、ランプ輝度の維持などのランプの信頼性が確保される。

尚、本実施の形態では一定期間のランプ駆動電力レベル情報を得るため、ランプ電力レベル算出部２の出力を用いたが映像信号入力端子１からの映像信号入力を用いてもよい。

（実施の形態２）
図３、４は本発明の画像表示装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。

図１０、１１、１４、１５は本発明の概念を説明する。

尚、発明の実施の形態１の図１、２と同一要素は、同一符号を付し、同一の動作をする。

ここで、ランプ温度制御用ファン８は、ランプ５を冷却する。ファン制御信号発生部７は、ランプ温度制御用ファン８を駆動する。

図１に示される液晶パネル１５，投写レンズ１６、スクリーン１７、および、液晶パネル駆動部１４は省略している。

映像信号入力端子１から、入力映像信号が、ランプ電力レベル算出部２に入力される。ランプ電力レベル算出部２の出力信号はランプ駆動部４およびファン制御信号発生部７に入力される。

ランプ駆動レベル信号積分部９で積分されて得られた情報ならびにランプ電力レベル算出部２の出力信号は、ファン制御信号発生部１１に入力される。ファン制御信号発生部１１の出力信号は、ランプ温度制御用ファン８に入力され、制御用ファン８の動作を制御する。こうして、ランプ温度が制御される。

また前述のランプ電力レベル算出部２の出力信号は、ランプ駆動部４に入力される。ランプ駆動部４は、ランプ５を駆動する。

尚、本実施の形態では、ランプ温度制御部６は、ファン制御信号発生部７、ランプ温度制御用ファン８を含んでいる。

入力から順を追って動作について説明する。

映像信号入力端子１から入力映像信号が、ランプ電力レベル算出部２に入力される。ランプ電力レベル算出部２は、入力映像信号に応じたランプ駆動電力レベルを算出する。

図１０に示される入力映像輝度信号とランプ駆動電力の相関の一例を用いて、先に説明したように、ランプ電力レベル算出部２は動作する。

尚、入力映像信号の特徴を抽出するため本説明では映像信号の輝度レベルの最大値のみを用いたが、ＲＧＢの入力信号を基にしてもよいし、色信号情報を含めてもよい。さらに輝度信号の最小値、平均値、分布情報を用いてもよい。

このようにして得られた入力映像信号に対応したランプ駆動電力レベルはファン制御信号発生部７に入力される。

次にファン制御信号発生部７内の動作について、図４を例として以下の説明をする。

ファン制御信号発生部７は、ランプ駆動レベル信号積分部９とファン制御信号発生部１１を含む。

ファン制御信号発生部７内のランプ駆動レベル信号積分部９の動作は実施の形態１と同様である。

図１１は、さきに述べたように、ある基準時間から動作の分岐点とする時間Ｔ１までの、ランプ駆動レベルの基となる入力映像輝度信号の最大値の時間変化を示す。したがって、斜線部１１１が、時間０からＴ１までの入力映像輝度信号の最大値を時間積分した積分値であり、時間Ｔ１の間の総ランプ駆動電力を示す。

ランプ駆動レベル信号積分部９の出力である一定時間Ｔ１毎のランプ駆動電力レベルの積分値と、ランプ電力レベル算出部２からの出力信号が、ファン制御信号発生部１１に入力される。ファン制御信号発生部１１からの出力信号は、ランプ温度制御用ファン８に入力され、ランプ温度制御用ファン８の動作が制御される。こうして、ランプ温度が制御される。

一方、前述のランプ電力レベル算出部２の出力信号は、ランプ駆動部４に入力される。ランプ駆動部４は、ランプ５を駆動する。

図１４、１５を用いてファン制御信号発生部１１の動作を説明する。

図１４において、線１４２は、ランプ駆動電力の時間推移を示す。ここで、図１４の時間Ｔ１までのランプ駆動電力の時間に対する変化は、図１１の入力映像輝度信号最大値のＴ１までの変化に対応する。

線１４１は、時間に対する温度制御ファンの回転数の変化を示す。

一定時間Ｔ１までのランプ駆動電力レベルの積分値入力情報により、線１４２で表されるその駆動電力レベルが所定のしきい値より高いと、ファン制御信号発生部１１が、判断する場合、ファン制御信号発生部１１が、ランプ５の信頼性が保証される温度となるまで、線１４１で示されるようにファン回転数を増加させる。

図１４に示される例では、ファン制御信号発生部１１は、ファン回転数をＲからＲ１まで増加させる。この場合、ＲからＲ１までのファン回転数の推移は、変化が音となって現れない程度のゆっくりしたスピードが望ましい。これにより高いランプ駆動電力レベルが続いた場合、冷却ファンの回転数を上げることにより、ランプ５の信頼性が保証される温度まで、ランプ５の温度を低下させることができる。

図１５において、線１５２は、ランプ駆動電力の時間推移を示す。図１５の時間Ｔ１までのランプ駆動電力の時間に対する変化は、図１１の入力映像輝度信号最大値のＴ１までの変化に対応する。

線１５１は、時間に対する温度制御ファンの回転数の変化を示す。

ランプ駆動電力が低いレベルで連続して推移した場合、ランプ５の温度が低下し過ぎることが考えられる。図１５に示すように、線１５２で表されるランプ駆動レベル信号積分部９の出力が所定のしきい値より小さく、一定時間Ｔ１までのランプ駆動電力レベルが小さいと、ファン制御信号発生部１１が判断する場合、ファン制御信号発生部１１は、ランプ５の信頼性が保証される温度となるまで、冷却ファンの回転数を減少させる。図１５の例では、線１５１で表されるファン回転数は、ＲからＲ２まで減少させられる。

以上のように、低いランプ駆動電力レベルが続いた場合、ファン制御信号発生部１１が、冷却ファンの回転数を減少させる。このことにより、ランプ５の信頼性が保証されるまで、ランプ５の温度を上昇させることができる。

尚、本実施の形態では、一定期間のランプ駆動電力レベル情報を得るため、ランプ電力レベル算出部２の出力を用いたが映像信号入力端子１からの映像信号入力を用いてもよい。

（実施の形態３）
図５から７は、第３の実施の形態の画像表示装置の構成を示すブロック図である。

尚、発明の実施の形態１および２の図１から４と同一要素は、同一符号が付され、同一の動作をする。

図５において、図１に示される液晶パネル１５，投写レンズ１６、スクリーン１７、および、液晶パネル駆動部１４は省略している。

映像信号入力端子１から、入力映像信号が、ランプ電力レベル算出部２に入力される。ランプ電力レベル算出部２は、入力映像信号に応じたランプ駆動電力レベルを算出する。ランプ電力レベル算出部２の動作の詳細は実施の形態１、２と同様である。ランプ温度制御部６は、ランプ駆動レベル補正部３およびファン制御信号発生部７、ランプ温度制御用ファン８を含む。

図６に示されるように、ランプ駆動レベル補正部３は、ランプ駆動レベル信号積分部９とランプ駆動レベル補正部１０とを含む。

図１０に示される入力映像輝度信号とランプ駆動電力の相関の一例を用いて、先に説明したように、ランプ電力レベル算出部２は動作する。

尚、入力映像信号の特徴を抽出するため、本説明では映像信号の輝度レベルの最大値のみを用いたが、ＲＧＢの入力信号を基にしてもよいし、色信号情報を含めてもよい。さらに輝度信号の最小値、平均値、分布情報を用いてもよい。

このようにして得られた入力映像信号に対応したランプ駆動電力レベルはランプ駆動レベル補正部３に入力される。

ランプ駆動レベル補正部３、ファン制御信号発生部７の動作について、図６、７を例として以下の説明をする。

ランプ駆動レベル補正部３、ファン制御信号発生部７内のランプ駆動レベル信号積分部９の動作は実施の形態１、２と同様である。

図１１は、先に述べたように、ある基準時間から動作の分岐点とする時間Ｔ１までの、ランプ駆動レベルの基となる入力映像輝度信号の最大値の時間変化を示す。したがって、斜線部１１１が、時間０からＴ１までの入力映像輝度信号の最大値を時間積分した積分値であり、時間Ｔ１の間の総ランプ駆動電力を示す。

ランプ駆動レベル信号積分部９の出力である一定時間Ｔ１毎のランプ駆動電力レベルの積分値がランプ駆動レベル補正部１０およびファン制御信号発生部１１に出力される。

図１６において、ランプ駆動電力の時間推移を示す。図１６の時間Ｔ１までのランプ駆動電力の時間に対する変化は、図１１の入力映像輝度信号最大値のＴ１までの変化に対応する。

線１６１は、時間に対する温度制御ファンの回転数の変化を示す。

一定時間Ｔ１までのランプ駆動電力レベルの積分値入力情報により、その駆動電力レベルが、所定のしきい値より高い場合、ランプ５の信頼性が保証される温度となるまで、ランプ駆動レベル補正部３は、線１６２で表されるように、ランプ駆動電力を減少させ、かつファン制御信号発生部７は、線１６１で示されるように温度制御用ファンの回転数を増加させる。

図１６の例では、ランプ駆動電力をＭＡＸからＭＡＸ１まで低下させられ、かつ温度制御用ファンの回転数がＲからＲ１に増加させられる。これにより高いランプ駆動電力レベルが続いた場合、ランプ駆動電力レベル自身を下げることとファン回転数を上げることにより、ランプ５の信頼性が保証される温度まで、ランプ５の温度を低下させることができる。

同様に、ランプ駆動電力が低いレベルで連続推移した場合、ランプ５の温度が低下し過ぎることが考えられる。

図１７に示すように、線１７２で示されるランプ駆動レベル信号積分部９の出力が所定のしきい値より小さく、一定時間Ｔ１までのランプ駆動電力レベルが小さい場合、ランプ５の信頼性が保証される温度となるまで、ランプ駆動レベル補正部３は、線１７２で示されるように、ランプ駆動電力を増加させ、かつ、線１７１で示されるように、温度制御用ファンの回転数を減少させる。

図１７ではランプ駆動電力をＭＩＮからＭＩＮ１まで増加させ、かつファン制御信号発生部７は、温度制御用ファンの回転数をＲからＲ２に減少させる。これにより低いランプ駆動電力レベルが続いた場合、ランプ駆動電力レベル自身を上げることと、ファン回転数を下げることによりランプ５の信頼性が保証されるまで、ランプ５の温度を上昇させることができる。

尚、本実施の形態では一定期間のランプ駆動電力レベル情報を得るため、ランプ電力レベル算出部２の出力を用いたが映像信号入力端子１からの映像信号入力を用いてもよい。

（実施の形態４）
図８は、第４の実施の形態の画像表示装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。

第１から３の実施の形態の図１から７と同一要素は、同一符号を付されて、同一の動作をする。

尚、図８はでは、図１で示される液晶パネル１５，投写レンズ１６、スクリーン１７、液晶パネル駆動部１４と、図３から７で示されるランプ温度制御用ファン８，およびファン制御信号発生部７は省略している。

入力映像信号レベルに応じてランプ５が駆動され、かつ低電力駆動状態、高電力駆動状態が続いた場合、ランプ５の温度を信頼性が保証される範囲に保つために、ランプ駆動レベルを補正した出力信号を、ランプ温度制御部６であるランプ駆動レベル補正部３から出力する。この出力信号は、ランプ駆動部４に入力され、ランプ駆動部４はランプ５を駆動する。同時に、ランプ駆動レベル補正部１０の出力は、ランプ点灯時間積算部１２に入力される。また、ランプ点灯の有無を知らせる信号が、ランプ駆動部４からランプ点灯時間積算部１２に入力される。ランプ点灯時間積算部１２は、ランプ駆動部４からのランプ点灯信号が有効となっている時間を計測しランプ積算点灯時間とし、ランプ使用時間の基準データとする。

実施の形態では、図１８に示すように、ランプ駆動電力レベルに応じて補正係数を決定し、補正係数を使用時間に掛け合わせることにより、より実効的な精度の高いランプ使用時間を算出する。原則的には、低電力駆動時は補正係数を１以下とし、高電力駆動時は係数を１以上とするが、使用するランプによりこの係数を最適化する。

図１８において、駆動電力が、最大（ＭＡＸ）近辺である“Ａ”、平均値の近辺である“Ｂ”、ＭＩＮ近辺である“Ｃ”の点灯時間を、各々Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、また補正係数Ｋａ、Ｋｂ、Ｋｃを、Ｋａ＞１、Ｋｂ＝１、Ｋｃ＜１とする場合、補正後の点灯時間Ｔ’と補正前の積算点灯時間Ｔは下式で表される。
Ｔ’＝Ｋａ・Ｔａ＋Ｋｂ・Ｔｂ＋Ｋｃ・Ｔｃ
Ｔ ＝Ｔａ＋Ｔｂ＋Ｔｃ
図１８のように低電力駆動時が大半を占める場合Ｔ’＜Ｔとなる。この場合、補正後の積算点灯時間は、補正前の積算点灯時間に比べ十分に小さいと考えられる。こうして、補正により精度の高い実効的なランプ点灯時間算出が可能となる。

ランプの積算点灯時間を正確に計測することで、ランプの積算点灯時間による輝度の経時変化が推測され、その輝度変化に応じた正確なランプの電力供給が可能となる。このことは、ランプをより長寿命化する。

また、近年、プロジェクタ等のランプを光源とする機器において、ランプ規定寿命時間付近になると、計測したランプ積算点灯時間を基にして、ランプ点灯を禁止することが行われている。これにより、使用者は、ランプの交換を行う。本発明はこのような対策の精度の改善に有効である。

（実施の形態５）
図９は、本発明の画像表示装置の第５の実施の形態の構成を示すブロック図である。

第１から４の実施の形態の図１から８と、同一の動作をする同一の要素については同一の符号を付す。

尚、液晶パネル１５、液晶パネル駆動部１４は、図１で説明した液晶パネル、液晶パネル駆動部と同一符号を付している。図１で示される投写レンズ１６、スクリーン１７と、図３から７で示されるランプ温度制御ファン８およびファン制御信号発生部７は省略している。

映像信号入力端子１から入力映像信号が、ランプ電力レベル算出部２に入力される。ランプ電力レベル算出部２は、入力映像信号に応じたランプ駆動電力レベルを算出する。

前述のように、図１０に示される入力映像輝度信号とランプ駆動電力の相関の一例から、ランプ電力レベル算出部は、入力映像信号に対応したランプ駆動電力レベルを算出する。

このようにして得られた入力映像信号に対応したランプ駆動電力レベルはランプ駆動部４に入力される。ランプ駆動部４によるランプ駆動の動作は、実施の形態１と同様である。ランプ駆動部４は、その出力によりランプ５を駆動する。ランプ５を光源として射出された光が、透過型または反射型の光変調作用を有する表示素子である液晶パネル１５で空間的に変調されて映像が表示される。

この際、ランプ５の駆動電力レベルは、入力映像信号に応じて変動する。そのエネルギーにより液晶パネル１５の特性が変化し、液晶パネル１５のガンマカーブが変化する。このことにより表示される映像が本来の映像と異なってくることが考えられる。

これに対処するために、ランプ電力レベル算出部２と映像信号入力端子１からの出力が、ガンマ補正部１３に入力される。ガンマ補正部１３においては、ランプ駆動レベルに応じてガンマカーブが変化する。

したがって、ガンマ補正部１３は、ランプ駆動レベルに応じて、入力された映像信号をガンマ補正して、ガンマ補正された映像信号を出力する。液晶パネル駆動部１４は、ガンマ補正された映像信号による画像を、液晶パネル１５に表示させる。

こうして、ランプ輝度の変化によるガンマ特性のばらつきが補正される。このことにより、液晶表示における階調表現が、ランプ輝度に依存せず一定となる。

こうして、ランプ輝度によるガンマ特性のばらつきが補正され、入力映像信号に基づいた表示がなされる。

図１９は、ランプが低電力で駆動される時のガンマカーブ１９２と、高電力で駆動される時のガンマカーブ１９１を示す。このように、ランプの駆動電力レベルに応じてガンマカーブが変化する。

この際、ガンマ補正部１３において、ランプ駆動電力レベルに応じて、必要な段階だけルックアップテーブルに基づいて、ガンマカーブを切り替えてもよい。ここで、ルックアップテーブルは、ランプ駆動電力レベルに応じて、ガンマカーブを記憶している。

また、ガンマ補正部１３において、ガンマカーブに代表的なカーブを持たせた上で、必要なステップだけ補間することにより、ガンマカーブを作成してもよい。ここで、ガンマカーブは使用する液晶パネルの特性に応じて最適化される。

尚、本発明では映像信号に対して即応して、ランプ輝度が変化するランプ輝度変調を例に説明を行った。固定のランプ高電力駆動モード、低電力駆動モードを有する場合でも、本発明は同様に適用される。

以上、投写型表示装置を中心に説明してきた。表示装置が、スクリーンを含み、スクリーンの背面から画像が投射されるプロジェクタテレビ（ＰＴＶ）、液晶パネルが直視される直視型表示装置、ランプを光源とした表示装置、ランプを光源とした照明装置にも、本発明は応用可能である。

本発明によれば、入力映像信号に応じてランプの輝度を変調する透過型あるいは反射型表示素子を用いた画像表示装置において、映像信号に応じて変調を行うランプのバルブ部の温度が、信頼性を保証される範囲内に保たれる。これにより、映像表示装置としてのコントラストを改善するとともに、ランプの寿命時間低下が防止され、ランプ輝度低下が防止される。また、本発明の画像表示装置は、ランプの輝度制御と映像輝度制御により、高コントラストな画像を表示する。

第１の実施の形態の画像表示装置を示すブロック図 第１の実施の形態の画像表示装置を示すブロック図 第２の実施の形態の画像表示装置を示すブロック図 第２の実施の形態の画像表示装置を示すブロック図 第３の実施の形態の画像表示装置を示すブロック図 第３の実施の形態の画像表示装置を示すブロック図 第３の実施の形態の画像表示装置を示すブロック図 第４の実施の形態の画像表示装置を示すブロック図 第５の実施の形態の画像表示装置を示すブロック図 入力映像信号とランプ駆動電力の相関を示す図 ランプ駆動レベル信号積分部の動作の説明図 ランプ駆動レベル補正部の動作の説明図 ランプ駆動レベル補正部の動作のもう一つの説明図 ファン回転数制御の説明図 ファン回転数制御の説明図 ランプ駆動レベル補正とファン回転数制御の説明図 ランプ駆動レベル補正とファン回転数制御の説明図 ランプ点灯積算時間補正の説明図 ランプ駆動レベルに応じたガンマ補正の説明図 従来の投写型表示装置である透過型の液晶パネルを用いた投写型画像表示装置の一例の構成を示す図

符号の説明

１ 映像信号入力端子
２ ランプ電力レベル算出部
３ ランプ駆動レベル補正部
４ ランプ駆動部
５ ランプ
６ ランプ温度制御部
７ ファン制御信号発生部
８ ランプ温度制御用ファン
９ ランプ駆動レベル信号積分部
１０ ランプ駆動レベル補正部
１１ ファン制御信号発生部
１２ ランプ点灯時間積算部
１３ ガンマ補正部
１４ 液晶パネル駆動部
１５ 液晶パネル
１６ 投写レンズ
１７ スクリーン

Claims (6)

1. 画像表示装置であって、
   入射光を変調して画像を表示する光変調作用を有する表示素子と、
   前記表示素子の前記入射光の光源となるランプと、
   前記ランプを駆動するランプ駆動部と、
   入力映像信号のレベルに応じた前記ランプの駆動電力レベルを算出して出力するランプ電力レベル算出部と、
   前記ランプ電力レベル算出部からの入力信号の変動に応じて、前記ランプの温度を制御することにより、前記入力映像信号の変動形態に応じて前記ランプ温度を、所定の範囲内で変化させるランプ温度制御部と
   を含み、
   前記ランプ温度制御部は、
   前記ランプ電力レベル算出部からの入力信号を時間的に積分するランプ駆動レベル信号積分部と、
   前記ランプ電力レベル算出部からの入力信号を前記ランプ駆動レベル信号積分部からの入力信号によって補正を行うランプ駆動レベル補正部と、
   を含む
   画像表示装置。
2. 画像表示装置であって、
   入射光を変調して画像を表示する光変調作用を有する表示素子と、
   前記表示素子の前記入射光の光源となるランプと、
   前記ランプを駆動するランプ駆動部と、
   入力映像信号のレベルに応じた前記ランプの駆動電力レベルを算出して出力するランプ電力レベル算出部と、
   前記ランプ電力レベル算出部からの入力信号の変動に応じて、前記ランプの温度を制御することにより、前記入力映像信号の変動形態に応じて前記ランプ温度を、所定の範囲内で変化させるランプ温度制御部と
   を含み、
   前記ランプ温度制御部は、
   前記ランプ電力レベル算出部からの入力信号を時間的に積分するランプ駆動レベル信号積分部と、
   前記ランプ電力レベル算出部からの入力信号と前記ランプ駆動レベル信号積分部からの入力信号に基づきファン回転数を制御するファン制御信号発生部と、
   前記ファン制御信号発生部からの入力信号により制御されるランプ温度制御用ファンと、
   を含む
   画像表示装置。
3. 画像表示装置であって、
   入射光を変調して画像を表示する光変調作用を有する表示素子と、
   前記表示素子の前記入射光の光源となるランプと、
   前記ランプを駆動するランプ駆動部と、
   入力映像信号のレベルに応じた前記ランプの駆動電力レベルを算出して出力するランプ電力レベル算出部と、
   前記ランプ電力レベル算出部からの入力信号の変動に応じて、前記ランプの温度を制御することにより、前記入力映像信号の変動形態に応じて前記ランプ温度を、所定の範囲内で変化させるランプ温度制御部と
   を含み、
   前記ランプ温度制御部は、
   前記入力映像信号の変動形態に応じてランプ駆動レベルの補正を行うランプ駆動レベル補正部と、
   前記ランプ電力レベル算出部からの入力信号に応じて温度制御用のファン回転数を制御するファン制御信号発生部と、
   前記ファン制御信号発生部からの入力により制御されるランプ温度制御用ファンと
   を含み、
   前記入力映像信号の変動形態に応じて前記ランプ駆動レベルの補正を行い、かつ前記入力映像信号の変動形態に応じて前記ファン回転数を制御することにより、前記ランプ温度を所定の範囲で変化させる
   画像表示装置。
4. 請求項３記載の画像表示装置であって、
   前記ランプ駆動レベル補正部が、
   前記ランプ電力レベル算出部からの入力信号を時間的に積分するランプ駆動レベル信号積分部と、
   前記ランプ電力レベル算出部からの入力信号を前記駆動レベル信号積分部からの入力信号によって補正を行うランプ駆動レベル補正部と
   を含む
   画像表示装置。
5. 請求項３記載の画像表示装置であって、
   前記ファン制御信号発生部が、
   前記ランプ電力レベル算出部からの入力を時間的に積分するランプ駆動レベル信号積分部と、
   前記ランプ電力レベル算出部からの入力信号と前記駆動レベル信号積分部からの入力信号に基づきファン回転数を制御するファン制御信号発生部と
   を含む
   画像表示装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の画像表示装置であって、
   さらに、
   前記表示素子に形成される画像を、スクリーンに表示するために投射する投射レンズを含む
   画像表示装置。

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