(57)【要約】【課題】映像領域において視覚的に影響しないように光源の光量調整を行う画像投射装置および光量補正方法を提供すること。【解決手段】偏向反射器が反射した光源が放つ光線がスクリーンに映す輝点を走査し、画像を記憶する画像メモリの値と関連するエネルギーの光源供給で映像を映す画像投射装置は、明滅算出器の値と事前の値を比較する明滅比較器の出力に応じ、指定したエネルギーを供給し光源を点灯させ、この時の光源の発する光量を測定する光検出器の値を記憶する標準光量記憶器の値により光源に与えるエネルギーを補正する光量補正器を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
概略直進する指向性を持った光線を供給されたエネルギーに応じた明るさで放つ光源と、
前記光線の向きを変える少なくとも２軸の回転軸を有する偏向反射器と、
前記偏向反射器が反射した光線がスクリーンに映す輝点を走査し、画像を記憶する画像メモリとを備え、
前記画像メモリに記憶された値に関連付けられたエネルギーを前記光源に供給する事により映像を映す画像投射装置であって、
明滅の変化値を算出する明滅算出器と、
前記明滅算出器の値と事前に設定しておいた値を比較する明滅比較器と、
前記光源の発する光量を測定する光検出器と、
前記明滅比較器の出力に応じ、前記光源をあらかじめ指定したエネルギーを供給し点灯させ、この時の前記光検出器の値を記憶する標準光量記憶器と、
前記標準光量記憶器の値により光源に与えるエネルギーを補正する光量補正器とを有する事を特徴とする画像投射装置。
【請求項２】
前記明滅算出器は、画像メモリ上の値があらかじめ設定した値の範囲にある事を示す値を出力する事を特徴とする請求項１記載の画像投射装置。
【請求項３】
前記明滅算出器は、映像走査順に並べた画像メモリ上の値の微分値に応ずる値を出力する事を特徴とする請求項１記載の画像投射装置。
【請求項４】
前記明滅算出器は、映像走査順に並べた画像メモリ上の値をフーリエ変換に応ずる値を出力する事を特徴とする請求項１記載の画像投射装置。
【請求項５】
前記画像メモリは、少なくとも２画面分のフレームを記憶し、
前記明滅算出器は、連続するフレーム間の微分値に応ずる値を出力する事を特徴とする請求項１記載の画像投射装置。
【請求項６】
概略直進する指向性を持った光線を供給されたエネルギーに応じた明るさで放つ光源と、
前記光線の向きを変える少なくとも２軸の回転軸を有する偏向反射器と、
前記偏向反射器が反射した光線がスクリーンに映す輝点を走査し、画像を記憶する画像メモリと、
明滅算出器と、明滅比較器と、光検出器と、標準光量記憶器と、光量補正器とを備え、
前記画像メモリに記憶された値に関連付けられたエネルギーを前記光源に供給する事により映像を映す画像投射装置における光量補正方法であって、
前記明滅算出器により明滅の変化値を算出するステップと、
前記明滅比較器により前記明滅算出器の値と事前に設定しておいた値を比較するステップと、
前記光検出器により前記光源の発する光量を測定するステップと、
前記標準光量記憶器により前記明滅比較器の出力に応じ、前記光源をあらかじめ指定したエネルギーを供給し点灯させ、この時の前記光検出器の値を記憶するステップと、
前記光量補正器により前記標準光量記憶器の値により光源に与えるエネルギーを補正するステップとを有する事を特徴とする光量補正方法。
【請求項７】
前記明滅算出器は、画像メモリ上の値があらかじめ設定した値の範囲にある事を示す値を出力する事を特徴とする請求項６記載の光量補正方法。
【請求項８】
前記明滅算出器は、映像走査順に並べた画像メモリ上の値の微分値に応ずる値を出力する事を特徴とする請求項６記載の光量補正方法。
【請求項９】
前記明滅算出器は、映像走査順に並べた画像メモリ上の値をフーリエ変換に応ずる値を出力する事を特徴とする請求項６記載の光量補正方法。
【請求項１０】
前記画像メモリは、少なくとも２画面分のフレームを記憶し、
前記明滅算出器は、連続するフレーム間の微分値に応ずる値を出力する事を特徴とする請求項６記載の光量補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データと光源の強さを走査位置に対応させる事で画像を表示させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源からの光を集光させるレンズでスポット状にしそのスポット位置を線上あるいは面上に走査させ、画像データと光源の強さを走査位置に対応させる事で画像を表示させる映像表示装置では、その光源の発光強度と画像データとの対応を正確にとるために発光強度を取得する装置を設け、正しい強さで発光させるために必要な補正量を得て補正する事は既に知られている。
【０００３】
通常、光の強さの補正は映像の表示領域の外で行い映像には影響を与えない部分を走査している時に行う。走査範囲の外周部分をマスクして映像部分と外周部分とを分け、外周部分の光はスクリーンへ到達できなくしておき、外周部分で光の強さを補正すれば補正のために光を発しても映像に影響を与えることが無い。
【０００４】
特許文献１には、１画像形成内でのＬＤパワーの変動をなくし、画像濃度の変動を抑えることができるレーザーダイオードの出力制御装置を提供することを目的として、マイクロコンピュータを使用したＡＰＣ回路構成で、主走査同期検知用ＬＤ出力と、ＡＰＣ用ＬＤ出力を共用するようにした技術が開示されている。また、主走査中の画像形成領域外の一定位置到達時より、同期検知時までの間一定の値にＬＤ出力を変調出力し、その時のＬＤパワーを検知し、目標値と比較しＬＤパワー制御を一定の値だけ補正するものである。さらに、主走査中の画像形成領域外の一定位置到達時よりＡＰＣを開始し、主走査同期検知時にＡＰＣを終了するようにした技術が開示されている。
【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、光源やレンズ及び光を走査させる偏向器を小型に作り、光源と偏向器との距離よりも偏向器から映像を映すスクリーンまでの距離が何十倍も大きくなっていわゆる拡大率が大きくなってくるとマスクによって映像部分と外周部分を分ける事が難しくなる。
なぜなら、光源の光は拡散しておりその拡散する光をスクリーン上でスポットとなるようレンズを用いる。このため光源近くの光の断面積は大きくなっており映像領域と非映像領域の境界は明確に分かれていない。そのため、非映像領域で光量の調整をしようとすると、映像領域へ調整用の光が漏れてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、映像領域において視覚的に影響しないように光源の光量調整を行う画像投射装置および光量補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、概略直進する指向性を持った光線を供給されたエネルギーに応じた明るさで放つ光源と、光線の向きを変える少なくとも２軸の回転軸を有する偏向反射器と、偏向反射器が反射した光線がスクリーンに映す輝点を走査し、画像を記憶する画像メモリとを備え、画像メモリに記憶された値に関連付けられたエネルギーを光源に供給する事により映像を映す画像投射装置であって、明滅の変化値を算出する明滅算出器と、明滅算出器の値と事前に設定しておいた値を比較する明滅比較器と、光源の発する光量を測定する光検出器と、明滅比較器の出力に応じ、光源をあらかじめ指定したエネルギーを供給し点灯させ、この時の光検出器の値を記憶する標準光量記憶器と、標準光量記憶器の値により光源に与えるエネルギーを補正する光量補正器とを有する事を特徴とする画像投射装置である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像投射装置において、明滅算出器は、画像メモリ上の値があらかじめ設定した値の範囲にある事を示す値を出力する事を特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の画像投射装置において、明滅算出器は、映像走査順に並べた画像メモリ上の値の微分値に応ずる値を出力する事を特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の画像投射装置において、明滅算出器は、映像走査順に並べた画像メモリ上の値をフーリエ変換に応ずる値を出力する事を特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の画像投射装置において、画像メモリは、少なくとも２画面分のフレームを記憶し、明滅算出器は、連続するフレーム間の微分値に応ずる値を出力する事を特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、概略直進する指向性を持った光線を供給されたエネルギーに応じた明るさで放つ光源と、光線の向きを変える少なくとも２軸の回転軸を有する偏向反射器と、偏向反射器が反射した光線がスクリーンに映す輝点を走査し、画像を記憶する画像メモリと、明滅算出器と、明滅比較器と、光検出器と、標準光量記憶器と、光量補正器とを備え、画像メモリに記憶された値に関連付けられたエネルギーを光源に供給する事により映像を映す画像投射装置における光量補正方法であって、明滅算出器により明滅の変化値を算出するステップと、明滅比較器により明滅算出器の値と事前に設定しておいた値を比較するステップと、光検出器により光源の発する光量を測定するステップと、標準光量記憶器により明滅比較器の出力に応じ、光源をあらかじめ指定したエネルギーを供給し点灯させ、この時の光検出器の値を記憶するステップと、光量補正器により標準光量記憶器の値により光源に与えるエネルギーを補正するステップとを有する事を特徴とする光量補正方法である。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の光量補正方法において、明滅算出器は、画像メモリ上の値があらかじめ設定した値の範囲にある事を示す値を出力する事を特徴とする。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項６記載の光量補正方法において、明滅算出器は、映像走査順に並べた画像メモリ上の値の微分値に応ずる値を出力する事を特徴とする。
【００１５】
請求項９記載の発明は、請求項６記載の光量補正方法において、明滅算出器は、映像走査順に並べた画像メモリ上の値をフーリエ変換に応ずる値を出力する事を特徴とする。
【００１６】
請求項１０記載の発明は、請求項６記載の光量補正方法において、画像メモリは、少なくとも２画面分のフレームを記憶し、明滅算出器は、連続するフレーム間の微分値に応ずる値を出力する事を特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、映像の乱れを感じさせること無く発光量の補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態の画像投射装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態の画像投射装置の反射器の角度が変わり異なる角度となる状態の例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態の画像投射装置の光学的な構成図である。
【図４】本発明の実施形態の画像投射装置における映像を形成するための電気的な構成図である。
【図５】映像変化検出部の処理の一例を説明する図である。
【図６】映像変化検出部の結果により光源駆動を変化させるフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の実施形態の画像投射装置の構成を示す図である。
偏向器１０１は入射光１０３を反射する。反射光はスクリーン１０２に投影され輝点となる。偏向器１０１は直交する２軸の回転軸がある。偏向器１０１は回転軸により反射器の角度を変える事ができる。反射器の角度が変わることで反射光１０４の方向が変わりスクリーン１０２上での輝点の位置が変わる。
【００２０】
画像投射装置の反射器の角度が変わり異なる角度となる状態の例を図２に示す。
【００２１】
図３は本発明の実施形態の画像投射装置の光学的な構成図である。
光源からの光はコリメートレンズにより平行光に整形される。光源は光源１・光源２・光源３の少なくとも異なる３つの波長の光源をそれぞれ有し、プリズムにより合成される。
【００２２】
合成された平行光は集光レンズによりスクリーン１０２のスクリーン面に集光される。集光レンズとスクリーン１０２の間に偏向器１０１を設けスクリーン１０２上の集光点の位置を変える。
【００２３】
図４は本発明の実施形態の画像投射装置における映像を形成するための電気的な構成図である。なお、種々のデータ、値、基準情報、予め設定された情報などは図示しない所定の記憶部に保存・記憶されることであってよい。
【００２４】
映像インターフェースにより映像信号をフレームメモリに展開し蓄える。フレームメモリは少なくとも１画面分の画像を記憶する。
【００２５】
水平走査発振器は偏向器１０１を水平方向へ動かす信号を発生する。
垂直走査発振器は偏向器１０１を垂直方向へ動かす信号を発生する。
水平駆動は水平走査発振器の信号を増幅し偏向器１０１を垂直方向に駆動する。
垂直駆動は垂直走査発振器の信号を増幅し偏光器１０１を垂直方向へ駆動する。
【００２６】
タイミング制御器により水平走査発振器と垂直走査発振器の信号にあわせ、スクリーン１０２上のスポットの位置に合わせたフレームメモリ上の画素データを画像データ呼び出し部が読み出す。
読み出した画像データは映像補正部により、例えば色補正・ガンマ補正が施され光源駆動部へ渡される。
【００２７】
光源駆動部では補正された画像データを光源に適した信号に増幅し光源を光らせる。光源の駆動信号と画像データの関係は補正値算出による値により対応を補正され、光源の発光効率の変動などを補正する。
光源の発する光は光量検知器によりモニタされ、画像データと光量の対応を補正値算出部により算出する。
【００２８】
映像変化検出部は投影する映像の変化を検知する。映像の変化が所定のパターンの場合に光源の駆動信号を所定の値に入れ替えるように光源駆動部へ信号を送る。
【００２９】
図５は映像変化検出部の処理の一例を説明する図である。Ｒ、Ｇ、Ｂは異なる波長の画像データを表すものとする。
【００３０】
図５(ａ)は投影する画像データの時間変化の一例である。図５（ｂ）は図５(ａ)の画像データの時間微分を表す一例である。
【００３１】
映像変化検出部は投影する映像データの時間微分を算出し、あらかじめ設定した閾値を越えているか判断する。
図５の例ではΔＧが閾値を越える時がある事を示す。
このような閾値を越えた部分が生じたならば、映像変化検出部は光源の駆動信号を所定の値に入れ替えるように光源駆動部へ信号を送り、光源駆動部はあらかじめ所定の記憶部のテーブル等に設定されている出力を光源に与える。この例ではＧの光源に当たる。
【００３２】
図６は映像変化検出部の結果により光源駆動を変化させるフローチャートである。
【００３３】
図５のように映像変化検出部は画像データの変化を検知し所定の値より大きいか判断する（Ｓ６０１〜Ｓ６０３）。
【００３４】
大きい場合（Ｓ６０３／大きい）は、映像変化検出部は光源駆動部へ駆動値を変更するよう信号を出す。光源駆動部は変更の信号を受けたならば、本来の画像データに差し替えてあらかじめ決めた値を光源へ送る（Ｓ６０５）。
例えば、映像変化検出部からの信号を受けた時の画像データの値がＲ＝５０％、Ｇ＝７０％、Ｂ＝３０％（１００％は最大の画素の明るさを示す。）であったとすると、この時の画像データに代わりＲ＝０％，Ｇ＝１００％，Ｂ＝０％と設定する。
【００３５】
そしてこのデータが光源に送られるタイミングにあわせ光量検知器は光量を測定する（Ｓ６０６）。この場合、測定した光量はＧ＝１００％の設定であるはずであるから、所定の光量であるかを判断し、足りなければ画像データに対し光源の駆動値をより明るくなる方向に補正値を修正する。明るすぎれば暗くなる方向に補正値を修正する。光量検知器を光源の光量に対しリニアな値が検知できるようにすると、所定の明るさとの比を求める事で補正値を決定できる。このように補正値を算出し所定の記憶部に記憶する（Ｓ６０７）。
【００３６】
なお、この手順だと１フレーム内で複数回、画像データの差し替えが行われてしまい、画像エッジ部など差し替えた部分がノイズとして視認されやすくなる。そのため、１フレーム内で１回だけ行われるように条件判断を入れておくと良い（Ｓ６０４）。または、この補正を１回行ったならば次の補正は所定の時間を経た後に行うような条件判断を行うと良い。
【００３７】
以上の動作は、映像のエッジ部分で行われる事が多くなる。この処理を画面全体に対し行うとエッジ部分が異なる色で表示されてしまう可能性があり、映像が汚くなる。これを避けるには1フレームの映像を描画する中で１回しか行わない様な制限を設ければ良い。
【００３８】
今回の例ではＧの画像が明るく変化する場合を示したが、暗くなる部分で同様な処理を行えば暗部の光量を補正することができる。この時は画像データの代わりに例えばＲ＝０％，Ｇ＝５％，Ｂ＝０％等とすれば良い。
【００３９】
上記の本実施の形態によれば、小型な映像投射装置の光源の発光量を補正する係数を求める際、映像へ影響を与えず行うことが困難であったが、映像の変化を積極的に用いて視覚的に影響しない部分を用いて補正を行う、すなわち映像中の変化の大きい部分で補正用の発光をさせることで映像の乱れを極力人が認識しないように発光量の補正を行うことができる。
【００４０】
なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更実施が可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１０１    偏向器
１０２    スクリーン
１０３    入射光
１０４    反射光
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】特開平０５−１８３６９５号公報
【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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