(57)【要約】【課題】良好な投射画像を表示しつつ、複数のレーザ光源を含む光源ユニットからの照明光の輝度を調整する。【解決手段】画像投射装置は、複数のレーザ光源４ａ〜４ｂを含む光源ユニットＬＵと、該光源ユニットからのレーザ光を用いて生成された照明光を変調して、被投射面に投射される画像光を生成する光変調素子２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂと、複数のレーザ光源の駆動を制御する制御手段１とを有する。制御手段は、照明光の輝度を、複数のレーザ光源において、レーザ光を発する第１のレーザ光源とレーザ光を発しない第２のレーザ光源とを選択することにより制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザ光源を含む光源ユニットと、
前記光源ユニットからのレーザ光を用いて生成された照明光を変調して、被投射面に投射される画像光を生成する光変調素子と、
前記複数のレーザ光源の駆動を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記照明光の輝度を、前記複数のレーザ光源のうち前記レーザ光を発する第１のレーザ光源と前記レーザ光を発しない第２のレーザ光源とを選択することにより制御することを特徴とする画像投射装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記複数のレーザ光源の点灯履歴に応じて前記第１および第２のレーザ光源を選択することを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
【請求項３】
前記前記制御手段は、前記照明光の輝度調整に関する情報に応じて前記第１および第２のレーザ光源を選択することを特徴とする請求項１または２に記載の画像投射装置。
【請求項４】
前記照明光の輝度調整に関する情報は、前記画像光により形成される投射画像の輝度設定であることを特徴とする請求項３に記載の画像投射装置。
【請求項５】
前記光変調素子を入力画像信号に応じて駆動する駆動手段を有し、
前記照明光の輝度調整に関する情報は、前記入力画像信号の輝度を示す情報であることを特徴とする請求項３に記載の画像投射装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第１のレーザ光源の駆動電流を、該第１のレーザ光源がレーザ光を発することが可能な最低値より高くし、前記第２のレーザ光源の駆動電流を０または前記最低値より低くすることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像投射装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記第１のレーザ光源の点灯履歴に応じて前記最低値を変更することを特徴とする請求項６に記載の画像投射装置。
【請求項８】
前記光源ユニットからのレーザ光を測光する測光手段を有し、
前記制御手段は、前記レーザ光の測光結果に応じて前記最低値を変更することを特徴とする請求項６に記載の画像投射装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記第１のレーザ光源の駆動電流が前記最低値より低くなる場合は、前記第１のレーザ光源の数を減らすことを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の画像投射装置。
【請求項１０】
前記照明光の輝度調整に関する情報に応じて前記第１のレーザ光源の駆動電流を変化させる際に、前記第１のレーザ光源の駆動電流の変化量が所定の値以上である場合の駆動電流の変更時間が、前記第１のレーザ光源の駆動電流の変化量が所定の値以下である場合の駆動電流の変更時間よりも長いことを特徴とする請求項３から９のいずれか一項に記載の画像投射装置。
【請求項１１】
前記照明光の輝度調整に関する情報に応じて前記第１のレーザ光源の駆動電流を変化させる際に、前記第１のレーザ光源の数が変更される場合の駆動電流の変更時間が、前記第１のレーザ光源の数が変更されない場合の駆動電流の変更時間よりも長いことを特徴とする請求項１０に記載の画像投射装置。
【請求項１２】
前記光源ユニットからの前記レーザ光の照度を前記光変調素子の変調面において均一にする均一化光学系を有することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の画像投射装置。
【請求項１３】
前記光変調素子をデジタル駆動する駆動手段を有することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の画像投射装置。
【請求項１４】
複数のレーザ光源を含む光源ユニットからのレーザ光を用いて生成された照明光を光変調素子により変調して被投射面に画像を投射する画像投射装置の光源制御方法であって、
前記照明光の輝度を、前記複数のレーザ光源のうち前記レーザ光を発する第１のレーザ光源と前記レーザ光を発しない第２のレーザ光源とを選択することにより制御するステップを有することを特徴とする画像投射装置の光源制御方法。
【請求項１５】
複数のレーザ光源を含む光源ユニットからのレーザ光を用いて生成された照明光を光変調素子により変調して被投射面に投射する画像投射装置のコンピュータに、請求項１４に記載の光源制御方法に従う処理を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶プロジェクタ等の画像投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像投射装置には、複数のレーザ光源（レーザダイオード：ＬＤ）を含む光源ユニットを用いるものがある。光源ユニットからの照明光が液晶パネル等の光変調素子により変調されて画像光として被投射面に投射されることで投射画像が表示される。
【０００３】
特許文献１には、複数のＬＤをパルス駆動し、該パルス駆動のデューティを変化させることにより、複数のＬＤの出力、つまりは光源ユニットからの照明光の輝度を調整するプロジェクタが開示されている。このプロジェクタでは、光変調素子をアナログ駆動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１２９７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、光変調素子をデジタル駆動する場合に特許文献１のプロジェクタのようにＬＤをパルス駆動すると、該パルス駆動が光変調素子のデジタル駆動に対して干渉し良好な投射画像が得られなくなるおそれがある。
【０００６】
本発明は、良好な投射画像を表示しつつ、複数のレーザ光源を含む光源ユニットからの光の輝度を調整できるようにした画像投射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての画像投射装置は、複数のレーザ光源を含む光源ユニットと、該光源ユニットからのレーザ光を用いて生成された照明光を変調して、被投射面に投射される画像光を生成する光変調素子と、複数のレーザ光源の駆動を制御する制御手段とを有する。制御手段は、照明光の輝度を、複数のレーザ光源のうちレーザ光を発する第１のレーザ光源とレーザ光を発しない第２のレーザ光源とを選択することで制御することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の他の一側面としての光源制御方法は、複数のレーザ光源を含む光源ユニットからのレーザ光を用いて生成された照明光を光変調素子により変調して被投射面に画像を投射する画像投射装置に適用される。光源制御方法は、照明光の輝度を、複数のレーザ光源のうちレーザ光を発する第１のレーザ光源とレーザ光を発しない第２のレーザ光源とを選択することで制御するステップを有することを特徴とする。
【０００９】
なお、画像投射装置のコンピュータに、上記光源制御方法に従う処理を実行させるコンピュータプログラムも、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、良好な投射画像を表示しつつ、複数のレーザ光源を含む光源ユニットからの照明光の輝度を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１であるプロジェクタの構成を示す図。
【図２】実施例１のプロジェクタにおける光源の駆動電流と輝度との関係を示す図。
【図３】実施例１のプロジェクタにおける投射光の輝度と点灯光源との関係を示す図。
【図４】本発明の実施例２であるプロジェクタの構成を示す図。
【図５】実施例２のプロジェクタで行われる処理を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施例３であるプロジェクタの構成を示す図。
【図７】実施例３のプロジェクタで行われる処理を示すフローチャート。
【図８】実施例３のプロジェクタにおける各光源の駆動電流を示す図。
【図９】本発明の実施例４であるプロジェクタで行われる処理を示すフローチャート。
【図１０】本発明の実施例５であるプロジェクタの構成を示す図。
【図１１】実施例５のプロジェクタの光源の累積点灯時間と閾値電流との関係を示す図。
【図１２】実施例５のプロジェクタで行われる処理を示すフローチャート。
【図１３】本発明の実施例６であるプロジェクタの構成を示す図。
【図１４】実施例６のプロジェクタで行われる処理を示すフローチャート。
【図１５】実施例６のプロジェクタにおける測光結果を示す図。
【図１６】光変調素子のＯＮ／ＯＦＦ駆動の例を示す図。
【図１７】実施例７のプロジェクタにおける設定輝度と設定輝度１％あたりの駆動電流変化量との関係を示す図。
【図１８】実施例７のプロジェクタにおける設定輝度と設定輝度１％あたりの駆動電流変化量との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１には、本発明の実施例１である画像投射装置としてのプロジェクタの構成を示している。以下の説明において、Ｒ、ＧおよびＢはそれぞれ、赤、緑および青を意味する。
【００１４】
プロジェクタは、制御手段としての制御部１と、光源駆動部３とを有する。制御部１は、駆動電流決定部２を含む。またプロジェクタは、複数のレーザ光源４ａ〜４ｄを含む光源ユニットＬＵ、コリメータレンズ５ａ〜５ｄ、第１のレンズ６、第２のレンズ７、光反射部材９、ガラス板１０、第３のレンズ１１および蛍光体１２を有する。コリメータレンズ５ａ〜５ｄから蛍光体１２により光生成手段が構成される。またプロジェクタは、第１のフライアイレンズ１５ａ、第２のフライアイレンズ１５ｂ、偏光変換素子１６、第４のレンズ１７、ダイクロイックミラー１８、波長選択性位相板１９、ＲＢ用偏光ビームスプリッタ２０ＲＢおよびＧ用偏光ビームスプリッタ２０Ｇを有する。さらにプロジェクタは、、Ｒ用λ／４板２１Ｒ、Ｇ用λ／４板２１Ｇ、Ｂ用λ／４板２１Ｂ、Ｒ用光変調素子２２Ｒ、Ｇ用光変調素子２２Ｇ、Ｂ用光変調素子２２Ｂ、色合成プリズム２４はおよび投射レンズ２６を有する。
【００１５】
制御部１は、ＣＰＵ等のコンピュータにより構成され、コンピュータプログラムに従ってプロジェクタの動作を制御する。駆動電流決定部２は、レーザ光源４ａ〜４ｄのそれぞれに供給する駆動電流を決定する。光源駆動部３は、駆動電流決定部２で決定された駆動電流をレーザ光源４ａ〜４ｄに供給してこれらレーザ光源４ａ〜４ｄを駆動する。レーザ光源４ａ〜４ｄは、青（Ｂ）光を発する半導体レーザ（レーザダイオード）である。各レーザ光源のピーク波長は例えば４５５ｎｍである。
【００１６】
図２は、レーザ光源の駆動電流と出力との関係を示す。各レーザ光源の定格電流は３アンペア（Ａ）であり、レーザ光を発することが可能な駆動電流の最低値としての閾値電流は０．５Ａである。本実施例では、各レーザ光源の駆動電流の下限値を１．７Ａとする。この下限値は、定格電流を３Ａとしたときのレーザ光源の出力の５０％が出力されるときの駆動電流である。
【００１７】
レーザ光源４ａ〜４ｄから発せられたＢ光はそれぞれ、コリメータレンズ５ａ〜５ｄに入射する。各コリメータレンズは、各レーザ光源からの発散光を平行光に変換する。図１における矢印の向きは、光の進行方向を表している。これは、後述する他の実施例で用いる図でも同じである。
【００１８】
コリメータレンズ５ａ〜５ｄから出射したレーザ光は、第１のレンズ６と第２のレンズ７により光束径が調整されて励起光８として出射する。励起光８は、ガラス板１０の表面に設けられた光反射部材９で反射されて、第３のレンズ１１を介して蛍光体１２に照射される。光反射部材９は、ガラス板１０の表面のうち励起光８が入射する部分にのみ設けられている。第３のレンズ１１は、励起光８を集光して蛍光体１２上に所定サイズの光照射領域を形成する。
【００１９】
蛍光体１２は、例えばＹＡＧ：Ｃｅを材料として形成されている。蛍光体１２は、蛍光体支持部材１３によって支持されている。蛍光体支持部材１３は、アルミ等の金属やこれと同等な機能を有する材料により形成されている。蛍光体１２からの放熱を効率的に行うために、モータにより蛍光体支持部材１３（つまりは蛍光体１２）を回転させてもよい。蛍光体１２は、青の励起光８の一部を波長変換して黄の蛍光光を出射する。この蛍光光と蛍光体１２により波長変換されなかった青の励起光とが合成されて照明光１４となる。
【００２０】
照明光１４は、第３のレンズ１１に入射して平行光に変換され、さらにガラス板１０のうち光反射部材９以外の部分を透過する。ガラス板１０を透過した白光としての照明光１４は、第１のフライアイレンズ１５ａおよび第２のフライアイレンズ１５ｂを透過することで複数の光束に分割されて偏光変換素子１６に入射する。偏光変換素子１６は、無偏光光である照明光１４を特定の偏光方向を有する直線偏光（本実施例では、図１の紙面に垂直な偏光方向を有するＳ偏光）に変換する。偏光変換素子１６から出射した照明光１４としての複数の光束は、第４のレンズ１７により集光されて光変調素子２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ上にて重ね合わせられてこれらの変調面を均一な照度で照明する。第１のフライアイレンズ１５ａ、第２のフライアイレンズ１５ｂおよび第４のレンズ１７により均一化（照明）光学系が構成される。
【００２１】
第４のレンズ１７を透過した照明光１４は、ダイクロイックミラー１８に入射する。ダイクロイックミラー１８は、照明光１４のうちＲＢ光１４ＲＢを反射して、Ｇ光１４Ｇを透過させる。ダイクロイックミラー１８を透過したＳ偏光のＧ光１４Ｇは、Ｇ用偏光ビームスプリッタ２０Ｇに入射してその偏光分離面で反射され、Ｇ用光変調素子２２Ｇに導かれる。Ｇ用光変調素子２２Ｇ、Ｒ用光変調素子２２ＲおよびＢ用光変調素子２２Ｂは、デジタル駆動式の反射型液晶表示素子である。
【００２２】
各光変調素子が有する各画素は、１フレーム期間内に設定された複数のサブフレーム期間のそれぞれにおいてＯＮ（電圧印加）またはＯＦＦ（ＯＮ電圧よりも低い電圧印加または電圧非印加）される。このＯＮ／ＯＦＦ駆動におけるデューティ（ＯＮ期間またはＯＦＦ期間）を制御することにより、各画素は階調を表現する。図１６には、各光変調素子のＯＮ／ＯＦＦ駆動（デジタル駆動）の例を示している。横軸が時間（１フレーム期間）であり、縦軸が階調である。１フレーム期間は、時間重みが１、２、４、８、１６および３２である６つのサブフレーム期間に分割されている。図中の白いサブフレーム期間はＯＮ期間を示し、黒いサブフレーム期間はＯＦＦ期間を示す。
【００２３】
光変調素子２２Ｒ，２２Ｇ，２２ＢのＯＮ／ＯＦＦ駆動の制御は、プロジェクタに外部から入力される画像信号（入力画像信号）に応じて駆動手段としての制御部１が行う。
【００２４】
Ｇ用光変調素子２２Ｇは、Ｇ光１４Ｇを光変調するとともに反射して変調光２３Ｇを出射させる。変調光２３ＧのうちＳ偏光成分は、Ｇ用偏光ビームスプリッタ２０Ｇの偏光分離面で反射されて光源側に戻され、投射光から除去される。一方、変調光２３ＧのうちＰ偏光成分は、Ｇ用偏光ビームスプリッタ２０Ｇの偏光分離面を透過する。Ｇ用λ／４板２１Ｇは、黒表示時にＧ用偏光ビームスプリッタ２０ＧとＧ用光変調素子２２Ｇで発生する偏光状態の乱れを抑えるために設けられている。Ｇ用偏光ビームスプリッタ２０Ｇから出射した変調光２３Ｇは、色合成プリズム２４に入射する。
【００２５】
ダイクロイックミラー１８で反射されたＲＢ光１４ＲＢは、波長選択性位相板１９に入射する。波長選択性位相板１９は、Ｒ光の偏光方向を９０度回転させてＰ偏光とし、Ｂ光をそのままＳ偏光として透過させる。波長選択性位相板１９を透過したＲＢ光１４ＲＢは、ＲＢ用偏光ビームスプリッタ２０ＲＢに入射する。ＲＢ用偏光ビームスプリッタ２０ＲＢは、Ｐ偏光であるＲ光１４Ｒを透過し、Ｓ偏光であるＢ光１４Ｂを反射する。ＲＢ用偏光ビームスプリッタ２０ＲＢの偏光分離面を透過したＲ光１４Ｒは、Ｒ用光変調素子２２Ｒに入射する。Ｒ用光変調素子２２Ｒは、Ｒ光１４Ｒを光変調するとともに反射して変調光２３Ｒを出射させる。変調光２３Ｒのうち、Ｐ偏光成分は、ＲＢ用偏光ビームスプリッタ２０ＲＢの偏光分離面を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。一方、変調光２３ＲのうちＳ偏光成分は、ＲＢ用偏光ビームスプリッタ２０ＲＢの偏光分離面で反射されて色合成プリズム２４に導かれる。
【００２６】
またＲＢ用偏光ビームスプリッタ２０ＲＢの偏光分離面を反射したＢ光１４Ｂは、Ｂ用光変調素子２２Ｂに入射する。Ｂ用光変調素子２２Ｂは、Ｂ光１４Ｂを光変調するとともに反射して変調光２３Ｂを出射させる。変調光２３Ｂのうち、Ｓ偏光成分は、ＲＢ用偏光ビームスプリッタ２０ＲＢの偏光分離面を反射し、光源側に戻されて投射光から除去される。一方、変調光２３ＢのうちＰ偏光成分は、ＲＢ用偏光ビームスプリッタ２０ＲＢの偏光分離面を透過して色合成プリズム２４に入射する。Ｒ用λ／４板２１ＲとＢ用λ／４板２１Ｂも、黒表示の偏光状態の乱れを抑えるために設けられている。
【００２７】
色合成プリズム２４は、入射した変調光２３Ｇを反射するとともに変調光２３Ｒ，２３Ｂを透過させることでこれらを合成して、画像情報を含む画像光としての投射光２５を生成する。投射光２５は、投射レンズ２６を介して不図示のスクリーン等の被投射面に投射される。これにより、投射画像としてのカラー画像が表示される。なお、図１に示した光路は、白表示時のものである。このことは、後述する他の実施例でも同じである。
【００２８】
次に、本実施例のプロジェクタにおける投射光の輝度と複数のレーザ光源４ａ〜４ｄのうち点灯させるレーザ光源（第１のレーザ光源：以下、点灯光源という）との関係を、図３を用いて説明する。以下の説明において、レーザ光源の「点灯」は、該レーザ光源をレーザ光を発するように駆動する、すなわちレーザ光源に上述した閾値電流より高い駆動電流を供給することを意味する。ただし、本実施例では、前述したようにレーザ光源の駆動電流の下限値を閾値電流より高く設定している。一方、レーザ光源の「不点灯」は、該レーザ光源を駆動しない、すなわちレーザ光源に供給する駆動電流を０にすることと、レーザ光源をＬＥＤとして発光するように駆動する、すなわちレーザ光源に上述した閾値電流より低い駆動電流を供給することを意味する。不点灯とされるレーザ光源（第２のレーザ光源）を、以下の説明では不点灯光源という。
【００２９】
図３は、図中に表す投射光の輝度を実現するための点灯光源の選択（光源選択処理および光源制御方法）を示す。本実施例では、制御部１は、各レーザ光源の出力を５０％〜１００％の範囲で調整する。このため、４つのレーザ光源４ａ〜４ｄを有する本実施例のプロジェクタでは、制御部１は、投射光の輝度を１２．５％〜１００％の範囲で調整する。具体的には、投射光の輝度を１２．５〜２５％の範囲で調整する際は、制御部１は、レーザ光源４ａのみを点灯光源として（すなわちレーザ光源４ｂ〜４ｄを不点灯光源として）選択する。投射光の輝度を２５％〜３７．５％の範囲で調整する際は、制御部１は、レーザ光源４ａ，４ｂのみを点灯光源として（すなわちレーザ光源４ｃ，４ｄを不点灯光源として）選択する。投射光の輝度を３７．５％〜５０％の範囲で調整する際は、制御部１は、レーザ光源４ａ〜４ｃのみを点灯光源として（すなわちレーザ光源４ｄを不点灯光源として）選択する。投射光の輝度を５０％〜１００％の範囲で調整する際は、制御部１は、レーザ光源４ａ〜４ｄの全てを点灯光源として選択する。
【００３０】
なお、投射光の輝度の調整範囲の境界値は、上記の例に限らず、３つのレーザ光源を点灯させる際には３７．５％〜７５％のいずれに設定してもよく、２つのレーザ光源を点灯させる際は２５％〜５０％のいずれに設定してもよい。
【００３１】
仮にレーザ光源４ａ〜４ｄの全てを点灯させた状態で投射光の輝度を１２．５％に調整するためには、図２から分かるように、各レーザ光源の駆動電流を約０．７Ａに設定する必要がある。この駆動電流は、本実施例における駆動電流の下限値である１．７Ａよりも低いため、レーザ光源の劣化によって増加した閾値電流（実施例５で説明する図１１を参照）を下回るようになるまでの時間が本実施例での時間よりも短くなる。つまり、レーザ光源が劣化した状態で、全てのレーザ光源を点灯させて投射光の輝度を低く調整しようとした際、閾値電流を下回ったレーザ光源が点灯しないため、投射光が所望の輝度とならならない。しかしながら、本実施例によれば、光変調素子をデジタル駆動する場合に、投射画像の画質の劣化を招くことなく（すなわち良好な投射画像を表示しつつ）、光源ユニットの出力である照明光の輝度を低い範囲まで調整(制御)することができる。
【実施例２】
【００３２】
図４は、本発明の実施例２のプロジェクタの構成を示している。本実施例のプロジェクタは、実施例１のプロジェクタに対して、記憶部２７を有する点が異なる。記憶部２７は、レーザ光源４ａ〜４ｄの点灯履歴を光源駆動部３から受け取り、記憶する。点灯履歴とは、各レーザ光源の駆動電流と点灯時間の履歴である。点灯履歴には、プロジェクタの環境温度や各レーザ光源の温度等が含まれていてもよい。駆動電流決定部２は、記憶部２７に記憶された各レーザ光源の点灯履歴を用いて各レーザ光源の駆動電流を決定する。
【００３３】
図５のフローチャートは、本実施例において制御部１が行う光源制御処理（光源制御方法）を示している。制御部１は、コンピュータプログラムである光源制御プログラムに従って本処理を実行する。このことは、後述する他の実施例における光源制御処理についても同じである。
【００３４】
ステップ（図ではＳと略記する）１において、制御部１は本処理を開始する。本処理の開始タイミングは、ユーザが決めてもよいし、予め決められたタイミングでもよい。また、プロジェクタの起動中に常時行われてもよい。このことは、後述する他の実施例でのステップ１でも同じである。
【００３５】
次にステップ２では、制御部１（駆動電流決定部２）は、プロジェクタの本体に取り付けられた操作パネルやリモートコントローラを介したユーザ操作に応じて調整された投射光の輝度（以下、目標輝度という）を得るために必要な点灯光源の数を決定する。この際、実施例１にて図３を用いて説明したように点灯光源の数を決定してもよいし、他の決定方法によって決定してもよい。
【００３６】
次にステップ３では、制御部１（駆動電流決定部２）は、記憶部２７に記憶された点灯履歴を参照して、レーザ光源４ａ〜４ｄのうち累積点灯時間が短い順に、ステップ２で決定した数の点灯光源を選択する。
【００３７】
次にステップ４では、制御部１（駆動電流決定部２）は、投射光の輝度を目標輝度にするために、ステップ３で選択した１又は複数の点灯光源のそれぞれの駆動電流を決定する。
【００３８】
次にステップ５では、制御部１は、光源駆動部３に、ステップ３で選択された１又は複数の点灯光源のそれぞれにステップ４で決定された駆動電流を供給させ、各点灯光源を点灯させる。そして、本処理を終了する。
【００３９】
本実施例では、記憶部２７に記憶された各レーザ光源の点灯履歴を用いて、累積点灯時間がより短いレーザ光源を優先的に点灯させる。これにより、特定のレーザ光源が他のレーザ光源より早く劣化することを回避することができる。
【実施例３】
【００４０】
図６は、本発明の実施例３のプロジェクタの構成を示している。本実施例のプロジェクタは、実施例２のプロジェクタに対して、輝度設定部２８を有する点が異なる。輝度設定部２８は、プロジェクタの本体に取り付けられた操作パネルやリモートコントローラを介したユーザ操作に応じて投射画像（投射光）の輝度を設定する。輝度設定部２８により設定される輝度は、照明光の輝度調整に関する情報である。
【００４１】
図７のフローチャートは、本実施例において制御部１が行う光源制御処理を示している。ステップ１において、制御部１は本処理を開始する。
【００４２】
次にステップ７では、制御部１（駆動電流決定部２）は、投射光の輝度を輝度設定部２８により設定された輝度（以下、目標輝度という）にするための点灯光源の数を決定する。この際、実施例１にて図３を用いて説明したように点灯光源の数を決定してもよいし、他の決定方法によって決定してもよい。
【００４３】
次にステップ８では、制御部１（駆動電流決定部２）は、記憶部２７に記憶された点灯履歴を参照して、レーザ光源４ａ〜４ｄのうち累積点灯時間が短い順に、ステップ２で決定した数の点灯光源を選択する。
【００４４】
次にステップ９では、制御部１（駆動電流決定部２）は、投射光の輝度を目標輝度にするために、ステップ８で選択した１又は複数の点灯光源のそれぞれの駆動電流を決定する。
【００４５】
次にステップ１０では、制御部１は、光源駆動部３に、ステップ８で選択された１又は複数の点灯光源のそれぞれにステップ９で決定された駆動電流を供給させ、各点灯光源を点灯させる。そして、本処理を終了する。
【００４６】
ステップ９において駆動電流決定部２が各点灯光源の駆動電流を決定する方法について、図８を用いて説明する。図８（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、目標輝度とレーザ光源４ａ〜４ｄの駆動電流との関係を示す。例えば、目標輝度が１２．５％である場合は、駆動電流決定部２は、点灯光源としてのレーザ光源４ａの駆動電流を１．７Ａに決定し、レーザ光源４ｂ〜４ｄを不点灯光源とする。また、目標輝度が１００％である場合は、駆動電流決定部２は、点灯光源としてのレーザ光源４ａ〜４ｄ全ての駆動電流を３Ａに決定する。
【００４７】
本実施例では、投射光の輝度が輝度設定部２８により設定された輝度になるようにレーザ光源を点灯させることにより、ユーザ所望の明るさの投射画像を表示することができる。
【実施例４】
【００４８】
図９のフローチャートは、本発明の実施例４のプロジェクタにおいて制御部１が行う光源制御処理を示している。ステップ１において、制御部１は本処理を開始する。
【００４９】
次にステップ１１では、制御部１は、プロジェクタに接続された外部機器からの入力画像信号からその入力画像信号の輝度を取得する。具体的には、制御部１は、入力画像信号のフレームごとの輝度を取得する。フレームごとの輝度とは、各フレームにおける画素ごとの輝度値を加算（積分）したものである。入力画像信号の輝度は、照明光の輝度調整に関する情報である。そして、取得したフレームごとの輝度を駆動電流決定部２に入力する。
【００５０】
なお、入力画像信号のフレームごとの輝度は、上記のようにフレームごとに演算して求めてもよいし、入力画像信号にフレームごとの輝度の情報が予め添付されている（例えば、１画素にその画素の色と輝度の情報ではなく、フレーム全体の輝度の情報が与えられている）場合は、該情報からフレームごとの輝度を取得してもよい。
【００５１】
次にステップ１２では、制御部１（駆動電流決定部２）は、投射画像のフレームごとの明るさをステップ１１で入力された明るさ（以下、フレーム明るさという）にするための点灯光源の数を決定する。
【００５２】
次にステップ１３では、制御部１（駆動電流決定部２）は、記憶部２７に記憶された点灯履歴を参照して、レーザ光源４ａ〜４ｄのうち累積点灯時間が短い順に、ステップ１２で決定した数の点灯光源を選択する。
【００５３】
次にステップ１４では、制御部１（駆動電流決定部２）は、投射光の輝度（つまりは投射画像の明るさ)をフレーム明るさにするために、ステップ１３で選択した１又は複数の点灯光源のそれぞれの駆動電流を決定する。
【００５４】
次にステップ１５では、制御部１は、光源駆動部３に、ステップ１３で選択された１又は複数の点灯光源のそれぞれにステップ１４で決定された駆動電流を供給させ、各点灯光源を点灯させる。そして、本処理を終了する。
【００５５】
本実施例では、投射画像のフレームごとに投射光の輝度を調整することができるため、投射画像のダイナミックコントラストを高くすることができる。
【実施例５】
【００５６】
図１０は、本発明の実施例５のプロジェクタの構成を示している。本実施例のプロジェクタは、実施例３のプロジェクタに対して、制御部１が推定部２９を含む点で異なる。推定部２９は、記憶部２７に記憶された各レーザ光源の点灯履歴を用いて、各レーザ光源の閾値電流を推定する。図１１は、各レーザ光源の累積点灯時間と閾値電流との関係を示す。図１１に示すように、累積点灯時間が長くなるほど閾値電流は増加する。
【００５７】
図１２のフローチャートは、本実施例において制御部１が行う光源制御処理を示している。ステップ１において、制御部１は本処理を開始する。
【００５８】
次のステップ１１からステップ１４は、実施例４におけるステップ１１からステップ１４と同じである。
【００５９】
ステップ１４の次のステップ１６では、制御部１（推定部２９）は、記憶部２７に記憶された各レーザ光源の点灯履歴に含まれる累積点灯時間から、各レーザ光源の閾値電流を推定する。具体的には、推定部２９は、図１１に示した各レーザ光源の累積点灯時間に対する閾値電流を示すテーブルデータまたは推定演算式を用いて、各レーザ光源の閾値電流を推定する。
【００６０】
次にステップ１７では、制御部１は、ステップ１４で決定された各レーザ光源の駆動電流が、ステップ１６で推定された閾値電流以上であるか否かを判定する。制御部１は、駆動電流が閾値電流以上である場合はステップ１５に進み、そうでなければステップ１８に進む。
【００６１】
ステップ１８では、制御部１（駆動電流決定部２）は、点灯光源の数を１個減らしてステップ１３に進む。これにより、ステップ１３およびステップ１４では、制御部１（駆動電流決定部２）は、減らした後の点灯光源のそれぞれの駆動電流を決定する。このとき決定される駆動電流は、点灯光源の数が減った分、点灯光源の出力を増加させる必要があるため、先に決定された駆動電流よりも増える。そして、制御部１は、再びステップ１７の判定を行う。
【００６２】
ステップ１５では、制御部１は、光源駆動部３に、ステップ１３で選択された１又は複数の点灯光源のそれぞれにステップ１４で決定された駆動電流を供給させ、各点灯光源を点灯させる。そして、本処理を終了する。
【００６３】
本実施例によれば、予め各レーザ光源の駆動電流を閾値電流より十分大きくするのではなく、各レーザ光源の劣化の状況に応じて駆動電流を決める。このため、各レーザ光源の出力、つまりは光源ユニットの出力をより小さい範囲まで調整することができる。
【実施例６】
【００６４】
図１３は、本発明の実施例６のプロジェクタの構成を示している。本実施例のプロジェクタは、実施例３のプロジェクタに対して、光分岐部３０および測光部（測光手段）３１を有するとともに、制御部１が算出部３２を含む点が異なる。光分岐部３０は、ガラス平板等の反射部材を用いて、照明光１４の一部を反射して測光部３１に導く。測光部３１は、フォトダイオード等の受光素子を用いて光分岐部３０で分岐された光のうち少なくとも一部の光量を測定する。測光部３１で測定された光量（測光結果：以下、測定光量という）を示すデータは算出部３２に送られる。算出部３２は、測光部３１からの測定光量を示すデータを用いて各レーザ光源の閾値電流を算出する。算出部３２で算出された各レーザ光源の閾値電流は、駆動電流決定部２に送られる。
【００６５】
図１４のフローチャートは、本実施例において制御部１が行う光源制御処理を示している。ステップ１において、制御部１は本処理を開始する。
【００６６】
次にステップ１９では、制御部１（駆動電流決定部２）は、レーザ光源４ａの駆動電流を３Ａに設定する。次にステップ２０では、制御部１は、光源駆動部３にレーザ光源４ａに対して３Ａの駆動電流を供給させてこれを点灯させる。そしてステップ２１では、制御部１は、測光部３１に光量を測定させる。
【００６７】
次にステップ２２では、制御部１（駆動電流決定部２）は、レーザ光源４ａの駆動電流を２．２Ａに設定する。次にステップ２３では、制御部１は、光源駆動部３にレーザ光源４ａに対して２．２Ａの駆動電流を供給させてこれを点灯させる。そしてステップ２４では、制御部１は、測光部３１に光量を測定させる。
【００６８】
次にステップ２５では、制御部１（駆動電流決定部２）は、レーザ光源４ａの駆動電流を１．４Ａに設定する。次にステップ２６では、制御部１は、光源駆動部３にレーザ光源４ａに対して１．４Ａの駆動電流を供給させてこれを点灯させる。そしてステップ２７では、制御部１は、測光部３１に光量を測定させる。
【００６９】
次にステップ２８では、制御部１（算出部３２）は、ステップ２１、２４および２７にて測光部３１での測定結果である測定光量のデータから、レーザ光源４ａの閾値電流を算出する。
【００７０】
そしてステップ２９では、制御部１は、レーザ光源４ｂ〜４ｄに対してステップ１９〜Ｓ２８の処理を行う。こうして全てのレーザ光源４ｂ〜４ｄの閾値電流が算出される。
【００７１】
図１５を用いて、ステップ２８において測光部３１から得られた測定光量のデータを用いて、各レーザ光源の閾値電流を算出する方法について説明する。図１５は、レーザ光源（４ａ〜４ｂ）の駆動電流と測定光量との関係を示している。図１５においてプロットされた３点が図１４のステップ２１、２４および２７にて得られた測定光量であり、破線はこれら３点を１次式で近似した線である。この破線とｘ軸との交点である０．６Ａが、レーザ光源の閾値電流である。
【００７２】
ただし、近似式は１次式でなくてもよい。また、近似式とｘ軸との交点の値を閾値電流とするのではなく、交点の値に対して適当なマージンを設けて閾値電流を決定してもよい。また、２点を近似した式を用いて閾値電流を決定してもよい。駆動電流決定部２は、ステップ２８で算出された閾値電流より高い電流を、レーザ光源の駆動電流として設定する。
【００７３】
本実施例によれば、各レーザ光源の閾値電流を実際に測定した光量から求めることにより、より高い精度で閾値電流を把握することができる。この結果、各レーザ光源の出力、つまりは光源ユニットの出力を、より小さい範囲まで調整することができる。
【実施例７】
【００７４】
本発明の実施例７の構成は図４と同じであり、制御部１が行う光源制御処理は、実施例４の図９と同じである。図１７（ａ）〜（ｄ）は、図８（ａ）〜（ｄ）に示した目標輝度（設定輝度）が１％変更されたときの、レーザ光源４ａ〜４ｄの駆動電流の変化量の絶対値を示したものである。図８と図１７から分かるように、各レーザ光源の点灯状態と不点灯状態とが切り替わるタイミングにおいて、設定輝度１％あたりの駆動電流の変化量が大きくなっている。駆動電流の変化量が大きいと、投射光量が短い時間で大きく変化することになり、ユーザが違和感を覚える場合がある。そこで本発明では、設定輝度１％あたりの駆動電流の変化量が大きい場合、駆動電流の単位時間あたりの変化量を小さくすることで、投射光量が短い時間で大きく変化することを抑制する。
【００７５】
図１８（ａ）〜（ｄ）は、レーザ光源４ａ〜４ｄごとの、設定輝度に対して駆動電流の変更に要する時間をレーザ光源４ａ〜４ｄごとに示した図である。本実施例では、設定輝度を１％変更したときの各レーザ光源の駆動電流の変化量が０．５Ａ（所定の値）より小さい場合は、設定輝度１％あたり０．０５ｓで駆動電流を変化させ、駆動電流の変化量が０．５Ａ以上の場合は、設定輝度１％あたり０．５ｓの変更時間で駆動電流を変化させる。例えば、図１７（ｄ）より、設定輝度が４９％から５０％に変更されたときおよび５１％から５０％に変更されたときのレーザ光源ｄの駆動電流の変化量は１．７Ａであり、０．５Ａよりも大きい。そこで、図１８（ｄ）のように、設定輝度が４９％から５０％に変更されたときおよび５１％から５０％に変更されたとき、レーザ光源ｄの駆動電流を０．５ｓかけて変化させ、その他の設定輝度に変更されたとき駆動電流を０．０５ｓの変更時間で変化させる。
【００７６】
本実施例によれば、設定輝度１％あたりの駆動電流の変化量が大きい場合に、駆動電流の単位時間あたりの変化量を小さくする。これにより、投射光量が瞬間的に不連続に変化することを低減することができる。
（その他の実施例）
前述した各実施例では、累積点灯時間が短いレーザ光源から優先的に点灯光源として選択する場合について説明した。しかし、レーザ光源の温度の履歴や駆動電流の履歴も参照して、どのレーザ光源を優先的に点灯光源として選択するかを決定してもよい。また、累積点灯時間はレーザ光源が点灯していた実時間ではなく、点灯していた際のレーザ光源の温度や駆動電流に応じて重み付けがされてもよい。より具体的には、レーザ光源の温度が高い場合や駆動電流が大きい場合には点灯時間がより長くなるように重み付けがされてもよい。
【００７７】
また、各実施例では、レーザ光源として青光を発する半導体レーザダイオードを用いたが、緑光や赤光を発する半導体レーザダイオードを組み合わせてもよい。また、各実施例では、光源ユニットに含まれるレーザ光源の数が４つの場合について説明したが、２つ以上であれば数は問わない。
【００７８】
また、各実施例では、光変調素子をデジタル駆動する場合について説明したが、アナログ駆動してもよい。さらに、光変調素子は、反射型液晶表示素子に限らず、透過型液晶表示素子やデジタルマイクロミラーデバイスであってもよい。また、蛍光体は反射型でなく、透過型であってもよい。
【００７９】
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【００８０】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１  制御部
２  駆動電流決定部
４ａ〜４ｄ  レーザ光源
２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ  光変調素子
【図１】
2020076970.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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