(57)【要約】【課題】発光素子の状態の変化を考慮し、色階調の連続性を維持して、常に正確で高い画質で投影する。【解決手段】複数種類の発光素子により複数色の光を時分割で循環的に出射する光源部15と、光源部15からの光を用い、各色成分に対応した画像を表示してその反射光で光像を形成するマイクロミラー素子14と、形成した光像を投射する投影レンズ部17と、複数色の光の切換タイミング、及びこの切換タイミングを中心として混色を許容するスポーク期間を設定し、設定した切換タイミング及びスポーク期間に基づいて光源部15を駆動し、スポーク期間中に投影レンズ部17から出射される各色光毎の光量を示す情報をデジタル電源18で検出させ、得た各色光毎の光量を示す情報に基づいてスポーク期間中のミラー素子14で形成する光像の表示階調を制御するＣＰＵ19及び投影処理部13とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の発光素子の発光により複数色の光を時分割で循環的に出射する光源部と、
上記光源部からの光を用い、該光の色成分に対応した画像を表示してその反射光または透過光により光像を形成する表示素子と、
上記表示素子で形成した光像を投影対象に向けて出射する投影部と、
上記複数色の光の切換えタイミング、及びこの切換えタイミングを中心として混色を許容するスポーク期間を設定するタイミング設定手段と、
上記タイミング設定手段で設定した上記切換えタイミング及びスポーク期間に基づいて上記光源部を駆動する光源駆動手段と、
上記スポーク期間中に上記投影部から出射される各色光毎の光量を示す情報を検出する検出手段と、
上記検出手段で得た上記各色光毎の光量を示す情報に基づいて上記スポーク期間中の上記表示素子で形成する光像の表示階調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投影装置。
【請求項２】
上記表示制御手段は、上記投影部から射出される各色光の発光量が、所望の発光量となるように上記表示階調を制御することを特徴とする請求項１記載の投影装置。
【請求項３】
上記タイミング設定手段は、カラー画像１フレーム中に複数のスポーク期間を設定し、
上記表示制御手段は、カラー画像１フレームが有する複数のスポーク期間中に上記投影部から投影される上記各色光の発光量の合計が、所望の発光量となるように上記表示階調を決定する
ことを特徴とする請求項１または２記載の投影装置。
【請求項４】
上記検出手段は、上記光源駆動手段による各発光素子の駆動電流波形、駆動電圧波形または駆動電力波形をサンプリングし、
上記表示制御手段は、上記検出手段でサンプリングした各発光素子の駆動電流波形、駆動電圧波形または駆動電力波形からスポーク期間中の上記表示素子での表示階調を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の投影装置。
【請求項５】
上記表示制御手段は、予め上記表示素子での表示階調を設定した複数の制御データセット中から、上記検出手段で得た各色光毎の光量に基づいて１つを選択することを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の投影装置。
【請求項６】
上記表示制御手段は、上記光源駆動手段によるスポーク期間中の上記光源部での発光開始時からのタイミングに合わせて上記表示素子での表示階調を制御することを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の投影装置。
【請求項７】
上記表示制御手段は、上記光源駆動手段によるスポーク期間中の上記光源部での発光停止時までのタイミングに合わせて上記表示素子での表示階調を制御することを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の投影装置。
【請求項８】
上記光源部の発光素子は、半導体レーザ及び発光ダイオードの少なくとも一方を用いることを特徴とする請求項１乃至７いずれか記載の投影装置。
【請求項９】
上記表示制御手段は、上記検出手段で得たスポーク期間での検出結果に基づき、カラー画像１フレーム後の同一スポーク期間で上記表示素子での表示階調を制御することを特徴とする請求項１乃至８いずれか記載の投影装置。
【請求項１０】
上記表示制御手段は、上記検出手段で得た各色光毎の光量に基づいて上記光源駆動手段による各スポーク期間に挟まれた純色期間の割合を可変させることを特徴とする請求項１乃至９いずれか記載の投影装置。
【請求項１１】
上記表示制御手段は、上記検出手段で得た各色光毎の光量に基づいて上記光源駆動手段による各発光素子の駆動電力を可変させることを特徴とする請求項１乃至１０いずれか記載の投影装置。
【請求項１２】
複数種類の発光素子の発光により複数色の光を時分割で循環的に出射する光源部、上記光源部からの光を用い、該光の色成分に対応した画像を表示してその反射光または透過光により光像を形成する表示素子、及び上記表示素子で形成した光像を投影対象に向けて投射する投影部を備えた装置での投影方法であって、
上記複数色の光の切換えタイミング、及びこの切換えタイミングを中心として混色を許容するスポーク期間を設定するタイミング設定工程と、
上記タイミング設定工程で設定した上記切換えタイミング及びスポーク期間に基づいて上記光源部を駆動する光源駆動工程と、
上記スポーク期間中に上記投影部から出射される各色光毎の光量を示す情報を検出する検出工程と、
上記検出工程で得た上記各色光毎の光量を示す情報に基づいて上記スポーク期間中の上記表示素子で形成する光像の表示階調を制御する表示制御工程と
を有したことを特徴とする投影方法。
【請求項１３】
複数種類の発光素子の発光により複数色の光を時分割で循環的に出射する光源部、上記光源部からの光を用い、該光の色成分に対応した画像を表示してその反射光または透過光により光像を形成する表示素子、及び上記表示素子で形成した光像を投影対象に向けて投射する投影部を備えた装置が内蔵した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、
上記複数色の光の切換えタイミング、及びこの切換えタイミングを中心として混色を許容するスポーク期間を設定するタイミング設定手段、
上記タイミング設定手段で設定した上記切換えタイミング及びスポーク期間に基づいて上記光源部を駆動する光源駆動手段、
上記スポーク期間中に上記投影部から出射される各色光毎の光量を示す情報を検出する検出手段、及び
上記検出手段で得た上記各色光毎の光量を示す情報に基づいて上記スポーク期間中の上記表示素子で形成する光像の表示階調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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）（登録商標）方式のプロジェクタ等に好適な投影装置、投影方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（半導体レーザ）などの半導体発光素子を光源に用いたＤＬＰ（登録商標）方式のプロジェクタ装置では、素子の発光開始直後とそれ以後とで熱変動により発光効率が大きく変動するため、その発光効率の変動を考慮することが、投影画像の質を高める上で必須となる。
【０００３】
この点で、例えばＬＥＤアレイに対する色成分毎の各フィールド期間内の輝度変動を相殺する供給電力波形情報に基づいてＬＥＤアレイの各色の発光素子の明るさを調整することで、光源の熱変動による影響を抑制し、投影画像の質を高い状態に維持するようにした技術が考えられている。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０９４１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した種類のプロジェクタ装置にあって、各色の切換えを特定のタイミングで瞬間的に行なうことは難しく、一時的に複数の発光色が混在する期間を設ける仕様としたものが一般的である。この複数色が混在する切換期間は、カラーホイールの使用を前提として開発された単板型のＤＬＰ方式に因んで「スポーク期間」と呼称される。ＤＬＰ方式ではこのスポーク期間を想定して、予め測定しておいた混色光として有効に使用するものとしている。
【０００６】
しかるに、半導体発光素子は、例えばＰＩＤ制御などの電流制御技術を利用して目標値とされる電流値を実現する。しかしながら、半導体発光素子は印加する電圧や温度、素子の個体差等によって発光駆動の立上り、立下りの各特性が変化する。加えて、半導体発光素子を含む回路内のコンデンサ容量やローパスフィルタなどの素子などの個体差や駆動状態によっても上記発光駆動の立上り、立下りの各特性が変化する。
【０００７】
半導体発光素子の立上り、立下りの各特性が変化すると、混色光としての色味もその時々によって変化する。このような半導体発光素子の立上り、立下りの各特性の変化に関して、上記特許文献に記載された技術では対処することができない。スポーク期間での実際の発光色が予め測定しておいた光の色とは異なった場合、投影される色の階調の連続性が崩れ、画質が劣化するという不具合を生じる。
【０００８】
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、光源に使用する半導体発光素子の発光状態の変化を考慮し、色の階調の連続性を維持して、常に正確で高い画質で投影することが可能な投影装置、投影方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、複数種類の発光素子の発光により複数色の光を時分割で循環的に出射する光源部と、上記光源部からの光を用い、該光の色成分に対応した画像を表示してその反射光または透過光により光像を形成する表示素子と、上記表示素子で形成した光像を投影対象に向けて出射する投影部と、上記複数色の光の切換えタイミング、及びこの切換えタイミングを中心として混色を許容するスポーク期間を設定するタイミング設定手段と、上記タイミング設定手段で設定した上記切換えタイミング及びスポーク期間に基づいて上記光源部を駆動する光源駆動手段と、上記スポーク期間中に上記投影部から出射される各色光毎の光量を示す情報を検出する検出手段と、上記検出手段で得た上記各色光毎の光量を示す情報に基づいて上記スポーク期間中の上記表示素子で形成する光像の表示階調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。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光源に使用する発光素子の発光状態の変化を考慮し、色の階調の連続性を維持して、常に正確で高い画質で投影することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るプロジェクタ装置の機能回路構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態に係る図１のデジタル電源の内部回路構成を示すブロック図。
【図３】同実施形態に係るセグメント切換パルスと各発光素子の駆動状態及び表示画像を示すタイミングチャート。
【図４】同実施形態に係るスポーク期間の階調設定に関する処理内容を示すフローチャート。
【図５】同実施形態に係るスポーク期間の電流値測定タイミングを示す図。
【図６】同実施形態に係る個体によって異なるスポーク期間の立上り特性を示す図。
【図７】同実施形態に係る赤色（Ｒ）光を発するＬＥＤに対する制御内容を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下本発明をＤＬＰ（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。
【００１３】
図１は、本実施形態に係るプロジェクタ装置１０の概略機能構成を示す図である。同図で入力部１１は、例えばピンジャック（ＲＣＡ）タイプのビデオ入力端子、Ｄ−ｓｕｂ１５タイプのＲＧＢ入力端子、ＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）端子などにより構成される。入力部１１に入力された各種規格のアナログまたはデジタルの画像信号は、入力部１１で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１２に送られる。
【００１４】
画像変換部１２は、一般にスケーラあるいはフォーマッタとも称され、入力されるデジタル値の画像データを、投影に適した所定フォーマットの画像データに統一して投影処理部１３へ送る。
【００１５】
この際、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１２により画像データに重畳加工され、加工後の画像データを投影処理部１３へ送る。
【００１６】
投影処理部１３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、空間的光変調素子であるマイクロミラー素子１４を表示するべく駆動する。
【００１７】
このマイクロミラー素子１４は、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。
【００１８】
一方で、光源部１５から時分割でＲ，Ｇ，Ｂの原色光が循環的に出射される。この光源部１５からの原色光が、ミラー１６で全反射して上記マイクロミラー素子１４に照射される。
【００１９】
そして、マイクロミラー素子１４での反射光で光像が形成され、形成された光像が投影レンズ部１７を介して、投影対象となる図示しないスクリーンに投影表示される。
【００２０】
光源部１５は、赤色光を発するＬＥＤ（発光ダイオード）、蛍光体に照射して緑色光を励起させるための青色のレーザ光を発するＬＤ（半導体レーザ）、及び青色光を発するＬＥＤを有するものとする。
【００２１】
上記投影処理部１３は、上記マイクロミラー素子１４での画像の表示による光像の形成と、上記光源部１５内の発光素子としてのＬＥＤ，ＬＤの各発光とを、後述するＣＰＵ１９の制御の下に実行する一方で、デジタル電源１８に対してセグメント切換タイミングパルスを送出し、またこのデジタル電源１８と電源制御用のコマンド信号の送受を行なう。
【００２２】
またこの投影処理部１３には、後述するスポーク期間における各発光素子に対応した表示階調をセット化したスポークキャリブレーションセットを予め複数セット記憶しており、選択したセットに基づいて各スポーク期間中に各発光素子の発光タイミングに同期してマイクロミラー素子１４での表示階調を制御する。
【００２３】
上記デジタル電源１８は、このプロジェクタ装置１０用に与えられるＡＣ電源から各回路に必要な多数の直流電圧値を生成して供給すると共に、光源部１５に対してＬＥＤ及びＬＤを駆動するべく必要な電力を供給する。
【００２４】
図２は、上記デジタル電源１８内の光源部１５を駆動する部分の構成を示す。すなわちデジタル電源１８内では、光源部１５に印加する電圧を電圧調整部３１により調整する。電圧が調整された電力が光源部１５内のＬＥＤ，ＬＤ等の負荷（発光素子）に供給される過程で、その電流値を電流測定部３２が測定する。電流測定部３２での測定結果はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）３３にフィードバックされる。ＤＳＰ３３では、上記投影処理部１３から与えられるセグメント切換タイミングパルスと電源制御コマンドによりその時点で駆動する発光素子に流れる電流値に対するフィードバック制御を行ない、上記電圧調整部３１での電圧値を調整する。
【００２５】
上記各回路の動作すべてをＣＰＵ１９が制御する。このＣＰＵ１９は、メインメモリ２０及びプログラムメモリ２１と直接接続される。メインメモリ２０は、例えばＳＲＡＭで構成され、上記ＣＰＵ１９のワークメモリとして機能する。プログラムメモリ２１は、電気的に書換可能な不揮発性メモリで構成され、上記ＣＰＵ１９が実行する動作プログラムや各種定型データなどを記憶する。換言すれば、ＣＰＵ１９は上記メインメモリ２０及びプログラムメモリ２１を用いて、このプロジェクタ装置１０内の制御動作を実行する。
【００２６】
上記ＣＰＵ１９は、操作部２２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２２は、プロジェクタ装置１０の本体に設けられるキー操作部と、このプロジェクタ装置１０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赤外線受光部とを含み、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ＣＰＵ１９へ直接出力する。
【００２７】
上記ＣＰＵ１９はさらに、上記システムバスＳＢを介して音声処理部２３とも接続される。音声処理部２３は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影動作時にシステムバスＳＢを介して与えられる音声データをアナログ化し、スピーカ部２４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。
【００２８】
次に上記実施形態の動作について説明する。  
なお、以下に示す動作は、主としてＣＰＵ１９と、そしてＣＰＵ１９の制御の下でデジタル電源１８内のＤＳＰ３３とが協働して実行する処理を示す。
【００２９】
図３は、投影処理部１３からデジタル電源１８に入力されるセグメント切換パルスとそれに同期して動作する光源部１５、及びマイクロミラー素子１４で表示される画像のタイミングを示す。
【００３０】
図３（Ａ）に示すようにセグメント切換タイミングパルスが投影処理部１３からデジタル電源１８に入力されるのに伴い、当該パルスの立上りタイミングｔupに同期してＲ，Ｇ，Ｂの各セグメントを切換えるものとする。
【００３１】
より詳細には、セグメント切換タイミングパルスの立上りタイミングｔupから一定時間Ｔsを光源の発光素子の混色を猶予するスポーク期間として設定し、スポーク期間Ｔspの終了タイミングから次の立上りタイミングｔupまでの間をそれぞれ純色としての原色Ｒ，Ｇ，Ｂの光像を投影する各セグメントの期間Ｔｒ，Ｔｇ，Ｔｂとして設定している。
【００３２】
図３（Ｂ）〜図３（Ｄ）は赤色光用のＬＥＤ、蛍光体による緑色励起用の青色光を発するＬＤ、及び青色光を発するＬＥＤの各駆動電流の波形を例示するものである。
【００３３】
ここでデジタル電源１８は、スポーク期間Ｔspのタイミングｔupに同期してその前のセグメントで駆動していた発光素子を消灯すると同時に、次のセグメントで使用する発光素子の発光を開始する。
【００３４】
発光素子の消灯に際しては、微小な待機時間を経た後に駆動を停止することで、各発光素子の駆動電流が急峻に低下する。
【００３５】
一方で発光素子の発光開始に際しては、上記タイミングｔupから電流の立上り期間分だけタイムラグを生じた後に、上記消灯時に電流値が低下した傾きより緩やかな傾きで電流が上昇する。
【００３６】
したがって、スポーク期間Ｔspには光源部１５としてその前のセグメントの色から徐々に次のセグメントの色に変化する光が出射されることとなる。
【００３７】
例えば、Ｒセグメント期間ＴｒとＧセグメント期間Ｔｇの間のスポーク期間Ｔspでは、図３（Ｅ）に示すように光源部１５の出射する光は赤色から徐々に緑色に変化する。このスポーク期間Ｔsp内に投影処理部１３は、図３（Ｆ）に示すようにマイクロミラー素子１４により赤色と緑色の混色である黄色（Ｙｅ）に対応した光像を表示させる。
【００３８】
次のＧセグメント期間ＴｇとＢセグメント期間Ｔｂの間のスポーク期間Ｔspでは、光源部１５の出射する光は緑色から徐々に青色に変化する。このスポーク期間Ｔsp内に投影処理部１３は、マイクロミラー素子１４により緑色と青色の混色であるシアン色（Ｃｙ）に対応した光像を表示させる。
【００３９】
さらにＢセグメント期間ＴｂとＲセグメント期間Ｔｒの間のスポーク期間Ｔspでは、光源部１５の出射する光は青色から徐々に赤色に変化する。このスポーク期間Ｔsp内に投影処理部１３は、マイクロミラー素子１４により青色と赤色の混色であるマゼンタ色（Ｍｇ）に対応した光像を表示させる。
【００４０】
一方で上記Ｒ，Ｇ，Ｂの各セグメント期間Ｔｒ，Ｔｇ，Ｔｂでは、上述した如く原色の各色に対応した光像を投影処理部１３がマイクロミラー素子１４に表示させる。
【００４１】
図４は、ＣＰＵ１９が主となって実行する投影画像の色バランス設定に関する処理内容を示すフローチャートである。
【００４２】
その当初にＣＰＵ１９は、予め定められている、色バランス設定を行なうタイミングとなるのを待機する（ステップＳ０１）。
【００４３】
この予め定められた、色バランスの設定を行なうタイミングとしては、例えば電源投入時、所定連続運転時間（ｅｘ．１０分、３０分、６０分など）経過時、投影モード（ｅｘ．プレゼンテーションモード、シアターモードなど）切換時、などプロジェクタ装置１０側が自動で判断するタイミングと併せて、ユーザが手動で指示する場合を含む。
【００４４】
しかして、色バランス設定を行なうタイミングとなった時点で、これをＣＰＵ１９が上記ステップＳ０１で判断すると、まず第１のスポーク期間Ｔspとして、Ｒセグメント期間ＴｒとＧセグメント期間Ｔｇとの間のスポーク期間Ｔspにおける、赤色光を発するＬＥＤ及び緑色光励起用の青色光を発するＬＤそれぞれの駆動電流値を測定する（ステップＳ０２）。
【００４５】
このスポーク期間Ｔspでは、赤色光用のＬＥＤの発光が停止される一方で、緑色光励起用の青色光を発するＬＤの発光が開始される。  
図５は、このスポーク期間Ｔsp中のデジタル電源１８による光源部１５内の半導体発光素子の駆動電流の測定状態を、緑色光励起用の青色光を発するＬＤを対象とした場合を例にとって示す。同図中に示す黒丸は、デジタル電源１８内の電流測定部３２により測定されるＬＤの駆動電流値のサンプリングタイミングを示す。このようにデジタル電源１８は、セグメント期間と同様にスポーク期間においても、制御対象となる発光素子に流れる電流値をきめ細かく測定する。
【００４６】
スポーク期間においてデジタル電源１８は発光素子のＬＤに対し、開始時のタイミングｔupから電圧の印加を開始すると共に、上述した如く流れる電流値の測定を実行する。順方向降下電圧等の関係でタイミングｔupから電流立上り時間が経過した後に、ＬＤに流れる電流値が徐々に上昇するもので、デジタル電源１８はその最大値が図中の目標電流ｉT  を維持するようにフィードバック制御を実行した状態で、続くセグメント期間、ここではＧセグメントに移行する。  
上記タイミングｔupから電流値が上昇しない電流立上り時間は、半導体発光素子の個体差や各種駆動条件等の要因を含んで変化するもので、それ以上に短縮することはできない。
【００４７】
図６は、それら様々な要因による立上り時間の差を、緑色（Ｇ）光を蛍光体により励起させるために青色光を発する２つのＬＤの個体の特性で示す。  
図６（Ａ）に示すスポーク期間でのＬＤの電流の立上り特性では、立上り時間Δｔ１が短く、その後の立上りの傾斜も急峻で電流値が目標電流ｉT  に達するまでの時間も短いのに比較して、図６（Ｂ）に示すＬＤの電流の立上り特性では、立上り時間Δｔ２が長く、その後の立上りの傾斜が緩やかで電流値が目標電流ｉT  に達するまでの時間も長くなっている。
【００４８】
図中に示すハッチング部分の面積が発光量に比例するものとした場合、図６（Ａ）に立上り特性を示したＬＤの個体と図６（Ｂ）に立上り特性を示したＬＤの個体とでは、図６（Ａ）に示したＬＤの個体の方がスポーク期間での発光量が明らかに大きい。
【００４９】
上記ステップＳ０２でＲセグメント期間ＴｒとＧセグメント期間Ｔｇとの間のスポーク期間Ｔspにおける測定を行なった後、ＣＰＵ１９は同様にして続くＧセグメント期間Ｔｇを挟んでＢセグメント期間Ｔｂとの間のスポーク期間Ｔspにおける、緑色光励起用の青色光を発するＬＤ、及び青色光を発するＬＥＤそれぞれの駆動電流値を測定する（ステップＳ０３）。
【００５０】
さらにＣＰＵ１９は、続くＢセグメント期間Ｔｂを挟んでＲセグメント期間Ｔｒとの間のスポーク期間Ｔspにおける、青色光を発するＬＥＤ及び赤色光を発するＬＥＤそれぞれの駆動電流値を測定する（ステップＳ０４）。
【００５１】
こうしてカラー画像１フレーム中に存在する３つの各スポーク期間Ｔspにおける、発光素子の駆動電流値の測定を終えた時点で、ＣＰＵ１９は各スポーク期間Ｔspでの測定結果から、光源となるＲ，Ｇ，Ｂの光の発光量を算出して、３つのスポーク期間Ｔsp中の１つ、例えば、３つのスポーク期間Ｔspにおけるトータルでの発光量を表す定数を演算により算出する（ステップＳ０５）。
【００５２】
この算出結果に基づいてＣＰＵ１９は、投影処理部１３内に予め複数セット記憶されているスポークキャリブレーションセットの中から最も数値が近似した１つを選択させ（ステップＳ０６）、選択したスポークキャリブレーションセットをあらためて投影処理部１３に設定する（ステップＳ０７）。即ち、図６に示したように、半導体発光素子の立上り、立下りの各特性の変化により、スポーク期間での実際の発光量が予め測定しておいた光の発光量とは異なってしまうが、本実施形態では、現時点でのスポーク期間の発光量に対応したスポークキャリブレーションセットを再設定するので、立下り特性、立上り特性を考慮した各色成分の表示階調に補正し、当該各色成分の階調の連続性を維持した状態で画像を投影することが可能となる。
【００５３】
なお、この設定は、カラー画像１フレーム中の複数のスポーク期間中に投影される色光の発光量の合計が、所望する発光量となるようにしているものであり、これにより、各スポーク期間における立下り特性、立上り特性を考慮した当該色成分の表示階調を補正し、カラー画像１フレームを通して３つのスポーク期間Ｔspにおけるトータルでの色バランスが適正となるような制御が実行される。そしてＣＰＵ１９は再び同様の制御を行なうのに備えて上記ステップＳ０１からの処理に戻る。
【００５４】
次に図７により、上述した制御を連続して実行する場合について、特に光源部１５内の赤色（Ｒ）光を発するＬＥＤに実行する制御内容を例にとって説明する。
【００５５】
同図に示すように、Ｒセグメント期間Ｔｒ直前のスポーク期間ＴspにおいてＤＳＰ３３がＬＥＤを発光駆動する際に駆動電流値を電流測定部３２により測定し（ステップＳ０２）、その後にここでは図示しない他の２つのセグメント期間でも同様の測定を行なう（ステップＳ０５）。
【００５６】
ＣＰＵ１９は、算出したバランス値に基づいて投影処理部１３が予め用意している複数のキャリブレーション（補正）セット中から１つを選択し、選択した当該セットをあらためて投影処理部１３に設定することで（ステップＳ０６，Ｓ０７）、次の画像フレームにおけるＲセグメント期間Ｔｒ直前のスポーク期間Ｔspにおいて、赤色（Ｒ）光を発するＬＥＤが発光する際のマイクロミラー素子１４での表示階調を制御して、投影レンズ部１７から投射されるスポーク期間の補色画像中、Ｒ成分の階調補正により色バランスが適正に維持される。
【００５７】
このスポーク期間Ｔspでは、上記同様に赤色（Ｒ）光を発するＬＥＤの駆動電流値を電流測定部３２により測定することにより、以下同様の処理が繰返し実行される。なお、この色バランス設定は、例えば、予め決められた回数だけ繰り返し行なった後に、一旦バランス設定を停止し、次のバランス設定を行なうタイミングまで待機するものであってもよい。また、例えば、画像の投影が開始されてから、画像の投影が終了するまで常に連続的に行なうものであってもよい。
【００５８】
上記図７は、光源部１５内の特に赤色（Ｒ）光を発するＬＥＤに実行する制御内容を抽出して示すもので、その他の発光素子、すなわち緑色（Ｇ）光を励起させるべく青色光を発するＬＤ、青色（Ｂ）光を発するＬＥＤに関しても同様の処理が平行して実行されることは勿論である。
【００５９】
このようにスポーク期間での測定結果を次の画像フレームの同一スポーク期間で反映させることにより、発光素子の駆動状態の変動に即時対処して投影画像の階調表現を良好なまま維持できる。
【００６０】
このように本実施形態では、投影レンズから出射されるＲ，Ｇ，Ｂ光を、予め設定された所望の発光量に必ず変調した上で投影するので、光源に使用する発光素子の発光状態の変化を考慮し、色の階調の連続性を維持した画像投影が可能となる。
【００６１】
以上詳述した如く本実施形態によれば、光源に使用する発光素子の発光状態の変化を考慮し、色の階調の連続性を維持して、常に正確で高い画質で投影することが可能となる。
【００６２】
なお上記実施形態では、スポーク期間にマイクロミラー素子１４で表示する階調を補正するためのキャリブレーションセットを投影処理部１３に複数セット分予め記憶して用意し、その時点の色バランスに合わせて最も近似したものを選択して設定するものとしたので、ＣＰＵ１９及び投影処理部１３での制御内容を簡易化してそれぞれの負担を軽減できる。
【００６３】
また上記実施形態では、スポーク期間中に発光を開始する色の発光素子の発光開始からに合わせて上記マイクロミラー素子１４の表示階調を制御することで、特に個体差による特性の相違が顕著となる、発光開始時の立上り特性に合わせた制御を行なうものとしたので、階調表現の上で影響を受け易い発光素子の立上り特性を考慮して確実に色の階調の連続性を維持できる。
【００６４】
加えて上記実施形態では、スポーク期間中に発光を停止する色の発光素子の発光停止までの特性にも合わせて上記マイクロミラー素子１４の表示階調を制御することで、個体差による影響は受け難いものの、セグメント期間から続く制御を実行することによって、より精密に発光素子の発光状態の変化を考慮し、色の階調の連続性を維持して、常に正確で高い画質で投影することが可能となる。
【００６５】
なお上記実施形態では、光源部１５内の発光素子がＬＤやＬＥＤ等の半導体発光素子で構成されるものとした。このような半導体発光素子を用いることで、デジタル電源１８の高速応答性を活かして緻密な制御を容易に実現できる。
【００６６】
また上記実施形態では、光源部１５内の各発光素子の光量に相当するものとして発光素子に対する駆動電流値をデジタル電源１８が測定するものとしたが、これにより光量を直接検出するための輝度センサ等の構成を省略し、電流測定部３２とＤＳＰ３３を基本的に有するデジタル電源１８を活かして装置の構成をより簡略化できる。
【００６７】
なお上記実施形態では、スポーク期間における発光素子の駆動電流値に基づいて色バランスをとるべく、同じくスポーク期間でのマイクロミラー素子１４の表示階調を制御する場合について説明したが、スポークキャリブレーションセットをあらためて投影処理部１３に設定した結果、スポーク期間における補色光とＲ，Ｇ，Ｂセグメント期間の原色光との両方を用いて表現される白色光等の色味や階調が当初の設定からずれてしまう可能性がある。そのような状態にあっては、併せて、純色期間であるＲ，Ｇ，Ｂのセグメント期間の長さの割合を可変させて、白色光等の色味や階調が当初の設定と一致するように色バランスを調整しても良い。
【００６８】
このような純色期間の長さの割合を併せて可変設定することで、色バランスの調整の範囲をより広く、精度をより高くすることができ、常に適正な色バランスでの画像投影が実現できる。
【００６９】
さらに上記実施形態で説明したような、スポーク期間でのマイクロミラー素子１４の表示階調を制御するだけではなく、同スポーク期間の各発光素子の駆動電力、例えば電流を可変設定するものとしても良い。
【００７０】
このようにスポーク期間の駆動電力を可変設定することで、発光素子の個体差による立上り特性、立下り特性の相違を吸収して、適正な色バランスでの画像投影が実現できる。
【００７１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、カラー画像１フレームを通して３つのスポーク期間Ｔspの夫々のタイミングにおいて、夫々のスポーク期間Ｔspにおける各発光素子に対応したスポークキャリブレーションを再設定してもよい。
【００７２】
すなわち、ＣＰＵ１９はＲセグメント期間ＴｒとＧセグメント期間Ｔｇとの間のスポーク期間Ｔspにおける赤色光を発するＬＥＤ及び緑色光励起用の青色光を発するＬＤそれぞれの駆動電流値の測定を行なって発光量を算出した後、算出結果に基づいて投影処理部１３内に予め複数セット記憶されているＴｒ−Ｔｇ用のスポークキャリブレーションの中から最も数値が近似した１つを選択させ、選択したスポークキャリブレーションをあらためて投影処理部１３に設定する。
【００７３】
次いで、ＣＰＵ１９は同様にして続くＧセグメント期間Ｔｇを挟んでＢセグメント期間Ｔｂとの間のスポーク期間Ｔspにおける、緑色光励起用の青色光を発するＬＤ、及び青色光を発するＬＥＤそれぞれの駆動電流値の測定を行なって発光量を算出した後、算出結果に基づいて投影処理部１３内に予め複数セット記憶されているＴｇ−Ｔｂ用のスポークキャリブレーションの中から最も数値が近似した１つを選択させ、選択したスポークキャリブレーションをあらためて投影処理部１３に設定する。
【００７４】
さらにＣＰＵ１９は、続くＢセグメント期間Ｔｂを挟んでＲセグメント期間Ｔｒとの間のスポーク期間Ｔspにおける、青色光を発するＬＥＤ及び赤色光を発するＬＥＤそれぞれの駆動電流値の測定を行なって発光量を算出した後、算出結果に基づいて投影処理部１３内に予め複数セット記憶されているＴｂ−Ｔｒ用のスポークキャリブレーションの中から最も数値が近似した１つを選択させ、選択したスポークキャリブレーションをあらためて投影処理部１３に設定する。
【００７５】
このように投影処理部１３内に、予めカラー画像１フレーム中に存在する３つの各スポーク期間毎のスポークキャリブレーションを記憶し、カラー画像１フレームを通して３つのスポーク期間Ｔspの夫々のタイミングにおいて、夫々スポークキャリブレーションを再設定するようにしてもよい。
【００７６】
この場合でも光源に使用する発光素子の発光状態の変化を考慮し、色の階調の連続性を維持して、常に正確で高い画質で投影することが可能となる。
【００７７】
また、上記実施形態では、サンプリングした各発光素子の駆動電流波形からスポーク期間中のスポークキャリブレーションを決定しているが、それに限らず、発光素子の駆動電力波形、或いは駆動電圧波形からスポーク期間中のスポークキャリブレーションを決定してもよい。
【００７８】
なお上記一実施形態では、プロジェクタ装置１０の光源部１５が、赤色（Ｒ）光及び青色（Ｂ）光をＬＥＤにより直接出射させると共に、緑色（Ｇ）光をＬＤの発した青色光で蛍光体を励起させて得るものとした場合について説明したが、本発明は光源となる発光素子の種類や数などを限定するものではない。
【００７９】
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。
【００８０】
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、複数種類の発光素子の発光により複数色の光を時分割で循環的に出射する光源部と、上記光源部からの光を用い、該光の色成分に対応した画像を表示してその反射光または透過光により光像を形成する表示素子と、上記表示素子で形成した光像を投影対象に向けて出射する投影部と、上記複数色の光の切換えタイミング、及びこの切換えタイミングを中心として混色を許容するスポーク期間を設定するタイミング設定手段と、上記タイミング設定手段で設定した上記切換えタイミング及びスポーク期間に基づいて上記光源部を駆動する光源駆動手段と、上記スポーク期間中に上記投影部から出射される各色光毎の光量を示す情報を検出する検出手段と、上記検出手段で得た上記各色光毎の光量を示す情報に基づいて上記スポーク期間中の上記表示素子で形成する光像の表示階調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。
【００８１】
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、上記表示制御手段は、上記投影部から射出される各色光の発光量が、所望の発光量となるように上記表示階調を制御することを特徴とする。
【００８２】
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、上記タイミング設定手段は、カラー画像１フレーム中に複数のスポーク期間を設定し、上記表示制御手段は、カラー画像１フレームが有する複数のスポーク期間中に上記投影部から投影される上記各色光の発光量の合計が、所望の発光量となるように上記表示階調を決定することを特徴とする。
【００８３】
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、上記検出手段は、上記光源駆動手段による各発光素子の駆動電流波形、駆動電圧波形または駆動電力波形をサンプリングし、上記表示制御手段は、上記検出手段でサンプリングした各発光素子の駆動電流波形、駆動電圧波形または駆動電力波形からスポーク期間中の上記表示素子での表示階調を制御することを特徴とする。
【００８４】
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、上記表示制御手段は、予め上記表示素子での表示階調を設定した複数の制御データセット中から、上記検出手段で得た各色光毎の光量に基づいて１つを選択することを特徴とする。
【００８５】
請求項６記載の発明は、上記請求項１乃至５いずれか記載の発明において、上記表示制御手段は、上記光源駆動手段によるスポーク期間中の上記光源部での発光開始時からのタイミングに合わせて上記表示素子での表示階調を制御することを特徴とする。
【００８６】
請求項７記載の発明は、上記請求項１乃至５いずれか記載の発明において、上記表示制御手段は、上記光源駆動手段によるスポーク期間中の上記光源部での発光停止時までのタイミングに合わせて上記表示素子での表示階調を制御することを特徴とする。
【００８７】
請求項８記載の発明は、上記請求項１乃至７いずれか記載の発明において、上記光源部の発光素子は、半導体レーザ及び発光ダイオードの少なくとも一方を用いることを特徴とする。
【００８８】
請求項９記載の発明は、上記請求項１乃至８いずれか記載の発明において、上記表示制御手段は、上記検出手段で得たスポーク期間での検出結果に基づき、カラー画像１フレーム後の同一スポーク期間で上記表示素子での表示階調を制御することを特徴とする。
【００８９】
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、上記表示制御手段は、上記検出手段で得た各色光毎の光量に基づいて上記光源駆動手段による各スポーク期間に挟まれた純色期間の割合を可変させることを特徴とする。
【００９０】
請求項１１記載の発明は、上記請求項１乃至１０何れか記載の発明において、上記表示制御手段は、上記検出手段で得た各色光毎の光量に基づいて上記光源駆動手段による各発光素子の駆動電力を可変させることを特徴とする。
【００９１】
請求項１２記載の発明は、複数種類の発光素子の発光により複数色の光を時分割で循環的に出射する光源部、上記光源部からの光を用い、該光の色成分に対応した画像を表示してその反射光または透過光により光像を形成する表示素子、及び上記表示素子で形成した光像を投影対象に向けて投射する投影部を備えた装置での投影方法であって、上記複数色の光の切換えタイミング、及びこの切換えタイミングを中心として混色を許容するスポーク期間を設定するタイミング設定工程と、上記タイミング設定工程で設定した上記切換えタイミング及びスポーク期間に基づいて上記光源部を駆動する光源駆動工程と、上記スポーク期間中に上記投影部から出射される上記各色光毎の光量を示す情報を検出する検出工程と、上記検出工程で得た上記各色光毎の光量に基づいて上記スポーク期間中の上記表示素子で形成する光像の表示階調を制御する表示制御工程とを有したことを特徴とする。
【００９２】
請求項１３記載の発明は、複数種類の発光素子の発光により複数色の光を時分割で循環的に出射する光源部、上記光源部からの光を用い、該光の色成分に対応した画像を表示してその反射光または透過光により光像を形成する表示素子、及び上記表示素子で形成した光像を投影対象に向けて投射する投影部を備えた装置が内蔵した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、上記複数色の光の切換えタイミング、及びこの切換えタイミングを中心として混色を許容するスポーク期間を設定するタイミング設定手段、上記タイミング設定手段で設定した上記切換えタイミング及びスポーク期間に基づいて上記光源部を駆動する光源駆動手段、上記スポーク期間中に上記投影部から出射される各色光毎の光量を示す情報を検出する検出手段、及び上記検出手段で得た上記各色光毎の光量を示す情報に基づいて上記スポーク期間中の上記表示素子で形成される光像の表示階調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。
【符号の説明】
【００９３】
１０…プロジェクタ装置、１１…入力部、１２…画像変換部、１３…投影処理部、１４…マイクロミラー素子、１５…光源部、１６…ミラー、１７…投影レンズ部、１８…デジタル電源、１９…ＣＰＵ、２０…メインメモリ、２１…プログラムメモリ、２２…操作部、２３…音声処理部、２４…スピーカ部、３１…電圧調整部、３２…電流測定部、３３…ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＳＢ…システムバス。
【図１】
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【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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