(57)【要約】【課題】階調表現に無駄を生じさせることなく、多彩な階調表現や色表現を可能とすることができるプロジェクタの提供。【解決手段】複数の色光を時分割で射出する照明装置と、入力される画像情報に基づいて、照明装置から射出された色光毎に時分割で光学像を形成する反射型光変調装置６とを備えたプロジェクタは、入力される画像情報を解析する画像情報解析手段９４と、画像情報解析手段９４の解析結果に基づいて、照明装置による色光毎の照明時間を動的に変化させて制御する照明時間制御手段９５とを備えている。【選択図】図３
2008116604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色光を時分割で射出する照明装置と、
入力される画像情報に基づいて、前記照明装置から射出された色光毎に時分割で光学像を形成する反射型光変調装置と、
前記反射型光変調装置で形成された各色光の光学像を拡大投射する投射光学装置と、
前記照明装置及び前記反射型光変調装置を制御する制御装置とを備えたプロジェクタであって、
前記制御装置は、
前記入力される画像情報を解析する画像情報解析手段と、
前記画像情報解析手段の解析結果に基づいて、前記照明装置による色光毎の照明時間を動的に変化させて制御する照明時間制御手段とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記照明装置は、
白色光を射出する白色光源と、前記白色光源の光路後段に設けられ、前記複数の色光に応じた透過色領域に区画され、回転することで射出する色光を切り換えるカラーホイールと、前記カラーホイールを回転駆動させる回転駆動手段とを備え、
前記照明時間制御手段は、
前記画像情報解析手段の解析結果に基づいて、各色光の照明光量を算出する照明光量算出部と、
算出された各色光の照明光量に応じて前記回転駆動手段に制御指令を出力して、前記カラーホイールの回転制御を行う回転駆動制御部とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記照明装置は、
白色光を射出する白色光源と、前記白色光源の光路後段に設けられ、前記複数の色光に応じた透過色領域に区画され、回転することで射出する色光を切り換えるカラーホイールと、前記カラーホイールを回転駆動させる回転駆動手段と、前記カラーホイールの回転軸を、前記白色光源の光路と直交する面内で移動させる回転軸駆動手段とを備え、
前記カラーホイールは、該カラーホイールの回転中心を中心とする円周方向に沿ったリング状の帯状体における各色光の透過色領域の割合が、前記回転中心から前記カラーホイールの外周端部に向かう半径方向位置に応じて変化するように構成され、
前記照明時間制御手段は、
前記画像情報解析手段の解析結果に基づいて、各色光の照明光量を算出する照明光量算出部と、
算出された各色光の照明光量に応じて前記回転軸駆動手段に制御指令を出力して、前記カラーホイールの回転軸位置を制御する回転軸位置制御部とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載のプロジェクタにおいて、
前記照明装置は、
前記白色光源を駆動する光源駆動手段を備え、
前記照明時間制御手段は、
前記前記照明光量算出部で算出された各色光の照明光量に応じて前記光源駆動手段に制御指令を出力して、前記白色光源の光量を調整する光源駆動制御部を備えていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項２又は請求項３に記載のプロジェクタにおいて、
前記照明装置は、
前記白色光源から射出される光の光量を調整するために、前記白色光源から射出される光束の光路上に進退自在に設けられる調光部材と、この調光部材を駆動する調光駆動手段とを有する調光手段を備え、
前記照明時間制御手段は、
前記前記照明光量算出部で算出された各色光の照明光量に応じて前記調光駆動手段に制御指令を出力して、前記調光手段による光量調整を行う調光制御部を備えていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項６】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記照明装置は、
複数の色光に応じて設けられる複数の固体光源素子と、各固体光源素子を駆動する光源素子駆動手段とを備え、
前記照明時間制御手段は、
前記画像情報解析手段の解析結果に基づいて、各色光の照明光量を算出する照明光量算出部と、
前記前記照明光量算出部で算出された各色光の照明光量に応じて前記光源素子駆動手段に制御指令を出力して、各色光に応じた固体光源素子の光量を調整する光源素子駆動制御部を備えていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項７】
複数の色光を時分割で射出する照明装置、入力される画像情報に基づいて、前記照明装置から射出された色光毎に時分割で光学像を形成する反射型光変調装置、及び、前記反射型光変調装置で形成された各色光の光学像を拡大投射する投射光学装置を備えたプロジェクタと、
前記プロジェクタと伝送手段を介して接続され、該プロジェクタに画像情報を出力する情報処理装置とを備えたプロジェクションシステムであって、
前記情報処理装置は、
前記プロジェクタに出力する画像情報を解析する画像情報解析手段と、
前記画像情報解析手段の解析結果に基づいて、前記照明装置による色光毎の照明時間を動的に変化させて制御する照明時間制御手段と、
前記照明時間制御手段による照明時間制御指令を、前記伝送手段を介して前記プロジェクタに送信するデータ送信手段とを備えていることを特徴とするプロジェクションシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のプロジェクションシステムにおいて、
前記照明装置は、
複数の色光に応じて設けられる複数の固体光源素子と、各固体光源素子を駆動する光源素子駆動手段とを備え、
前記照明時間制御手段は、
前記画像情報解析手段の解析結果に基づいて、各色光の照明光量を算出する照明光量算出部と、
前記前記照明光量算出部で算出された各色光の照明光量に応じて前記光源素子駆動手段に制御指令を出力して、各色光に応じた固体光源素子の光量を調整する光源素子駆動制御部を備えていることを特徴とするプロジェクションシステム。
【請求項９】
複数の色光を時分割で射出する照明装置、入力される画像情報に基づいて、前記照明装置から射出された色光毎に時分割で光学像を形成する反射型光変調装置、前記反射型光変調装置で形成された各色光の光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタに画像情報を出力する情報処理装置上で実行されるプログラムであって、
前記情報処理装置を、
前記プロジェクタに出力する画像情報を解析する画像情報解析手段と、
前記画像情報解析手段の解析結果に基づいて、前記照明装置による色光毎の照明時間を動的に変化させて制御する照明時間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。
【請求項１０】
請求項９に記載のプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタ、プロジェクションシステム、プログラム、及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する反射型光変調装置を用いて光学像を形成し、拡大投射するプロジェクタが利用されており、反射型光変調装置としてＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このＤＭＤを用いたプロジェクタは、一部のデジタルシネマ用の高価格機を除いて、一般的には、ＤＭＤを１セット用い、照明光をカラーホイールで三色のＲＧＢ光等に時分割してＤＭＤに供給し、各色光をＤＭＤを用いたＰＷＭ（Pulse Width Modulation）によって画像生成する。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−５４２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来のＤＭＤを用いたプロジェクタでは、映像中の１フレーム等の投射画像によってすべての色が常に全階調（通常２５６階調）使用されていないにもかかわらず、カラーホイールを常に等速度で回転させているため、色光によってはＤＭＤによる反射光を投射せずに光吸収板に吸収させている割合が多く、階調表現に無駄が多いという問題がある。
また、このような時分割形式の駆動制御は、投射画像を見ながら観察者が視線を動かすと、カラーブレークアップ現象が観察者に視認されるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、階調表現に無駄を生じさせることなく、多彩な階調表現や色表現を可能とすることができ、カラーブレークアップ現象を観察者に視認させにくくすることのできる、プロジェクタ、プロジェクションシステム、プログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るプロジェクタは、
複数の色光を時分割で射出する照明装置と、
入力される画像情報に基づいて、前記照明装置から射出された色光毎に時分割で光学像を形成する反射型光変調装置と、
前記反射型光変調装置で形成された各色光の光学像を拡大投射する投射光学装置と、
前記照明装置及び前記反射型光変調装置を制御する制御装置とを備えたプロジェクタであって、
前記制御装置は、
前記入力される画像情報を解析する画像情報解析手段と、
前記画像情報解析手段の解析結果に基づいて、前記照明装置による色光毎の照明時間を動的に変化させて制御する照明時間制御手段とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
ここで、反射型光変調装置としては、前述したＤＭＤの他、液晶を駆動素子としたＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）を採用することができる。
また、複数の色光は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色の他、これらに白（Ｗ）を加えてもよく、さらには、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、黄色（Ｙ）を加えてもよい。
【０００８】
この発明によれば、このように各色光の照明時間を動的に変化させることにより、階調表現や色表現を多彩なものとすることができる。すなわち、時分割形式のプロジェクタでは、観察者が認識する画像の輝度の強弱は、投射光学装置から射出される光束の輝度の時間積分値で決まる。
ここで、従来のカラーホイールを用いたプロジェクタは、カラーホイールが等速で回転する構成であるため、輝度の強弱は、反射型光変調装置による変調光束の投射時間でしか制御することができない。
これに対して、本発明に係るプロジェクタでは、照明時間制御手段が照明装置による色光毎の照明時間を動的に変化させているため、輝度の強弱は、反射型光変調装置による変調光束の投射時間による制御に加えて、照明装置から射出される色光の照明時間を動的に制御することができ、これらを組み合わせることにより、従来よりも多彩な階調表現、色表現を実現することができる。
【０００９】
また、このように照明装置側の照明時間を動的に変化させることにより、反射型光変調装置が吸収板に光を吸収させている状態では、吸収させている時間に応じて照明装置による照明の光量を落としたり、シャットダウンすることができるため、階調表現における無駄も少なくすることができる。
さらに、照明時間を動的に変化させるということは、従来の時分割形式のプロジェクタのように、反射型光変調装置により光を吸収板に吸収させる時間を短縮できるため、通常の時分割時のフレームレートよりも短く照明するで、観察者にカラーブレークアップ現象を視認ささせにくくすることができる。
【００１０】
本発明では、前記照明装置が、白色光を射出する白色光源と、前記白色光源の光路後段に設けられ、前記複数の色光に応じた透過色領域に区画され、回転することで射出する色光を切り換えるカラーホイールと、前記カラーホイールを回転駆動させる回転駆動手段を備えている場合、
前記照明時間制御手段としては、
前記画像情報解析手段の解析結果に基づいて、各色光の照明光量を算出する照明光量算出部と、
算出された各色光の照明光量に応じて前記回転駆動手段に制御指令を出力して、前記カラーホイールの回転制御を行う回転駆動制御部とを備えた構成を採用することができる。
この発明によれば、従来のカラーホイール方式による時分割形式のプロジェクタに回転制御手段というソフトウェアを組み込むだけで、各色光の照明時間を動的に変化させる制御を行うことができるため、既存のプロジェクタで本発明を実現することができる。
【００１１】
本発明では、前記照明装置が、白色光を射出する白色光源と、前記白色光の光路後段に設けられ、前記複数の色光に応じた領域に区画され、回転することで射出する色光を切り換えるカラーホイールと、前記カラーホイールを回転駆動させる回転駆動手段と、前記カラーホイールの回転軸を、前記白色光源の光路と直交する面内で移動させる回転軸駆動手段とを備えている場合、
前記カラーホイールとしては、該カラーホイールの回転中心を中心とする円周方向に沿ったリング状の帯状体における各色光の透過色領域の割合が、前記回転中心から前記カラーホイールの外周端部に向かう半径方向位置に応じて変化するように構成され、
前記照明時間制御手段としては、
前記画像情報解析手段の解析結果に基づいて、各色光の照明光量を算出する照明光量算出部と、
算出された各色光の照明光量に応じて前記回転駆動手段に制御指令を出力して、前記カラーホイールの回転軸位置を制御する回転軸位置制御部とを備えた構成を採用することができる。
【００１２】
ここで、カラーホイールのリング状の帯状体における各色光の透過色領域の割合を、半径方向位置に応じて変化させるには、例えば、異なる透過色領域間の半径方向に沿った境界部分を、半径方向位置に応じて変化させたり、カラーホイールが回転することで相対的にカラーホイール上に投影される透過光束の円形状の軌跡と、カラーホイールの回転中心とをずらすことで実現することができる。
この発明によれば、回転軸位置制御部によりカラーホイールの回転軸位置をずらすことで、回転軸位置のずれに応じたリング状の帯状体の部分で白色光源を透過させることができるため、半径方向位置に応じた透過色領域の割合が異なるリング状の帯状体で色光の切換を行って、各色光の照明時間を動的に変化させることができる。
【００１３】
本発明では、前記照明装置が、前記白色光源を駆動する光源駆動手段を備えている場合、
前記照明時間制御手段としては、前記前記照明光量算出部で算出された各色光の照明光量に応じて前記光源駆動手段に制御指令を出力して、前記白色光源の光量を調整する光源駆動制御部を備えた構成を採用することができる。
この発明によれば、照明装置による各色光の照明時間を動的に変化させることに加えて、白色光源自体の光量を調整しているため、投射画像におけるコントラスト比を向上させることができる上、光吸収板に吸収される色光の光量も低減されるため、一層好適である。
【００１４】
本発明では、前記照明装置が、前記白色光源から射出される光の光量を調整するために、前記白色光源から射出される光束の光路上に進退自在に設けられる調光部材と、この調光部材を駆動する調光駆動手段とを有する調光手段を備えている場合、
前記照明時間制御手段は、
前記前記照明光量算出部で算出された各色光の照明光量に応じて前記調光駆動手段に制御指令を出力して、前記調光手段による光量調整を行う調光制御部を備えた構成を採用することができる。
この発明によれば、前記と同様に投射画像のコントラストを向上させることができ、白色光源の光量を調整する場合と比較して、調光部材を調光駆動手段で駆動させるだけで光量を調整することができるため、光源の光量調整を応答性に優れたものとすることができる。
【００１５】
本発明では、前記照明装置が、複数の色光に応じて設けられる複数の固体光源素子と、各固体光源素子を駆動する光源素子駆動手段とを備えている場合、
前記照明時間制御手段は、
前記画像情報解析手段の解析結果に基づいて、各色光の照明光量を算出する照明光量算出部と、
前記前記照明光量算出部で算出された各色光の照明光量に応じて前記光源素子駆動手段に制御指令を出力して、各色光に応じた固体光源素子の光量を調整する光源素子駆動制御部を備えた構成を採用することができる。
【００１６】
ここで、固体光源素子としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＬＤ（Laser Diode）等を採用することができる。
この発明によれば、従来のようにカラーホイールを用いることなく、各色光に応じた固体光源素子の点消灯制御を行うだけで時分割で照明することが可能となり、また、固体光源素子の光源素子駆動手段を制御することにより、各色光に応じた固体光源素子による照
明時間を動的に変化させることができる上、各色光に応じた固体光源素子から射出される光束の光量をも変化させることができる。また、固体光源素子の点消灯は応答性がよいので、本発明を好適に採用することができる。
【００１７】
本発明は、プロジェクタ及び情報処理装置を伝送手段を介して接続したプロジェクションシステムとしても構成することができる。
具体的には、本発明に係るプロジェクションシステムは、
複数の色光を時分割で射出する照明装置、入力される画像情報に基づいて、前記照明装置から射出された色光毎に時分割で光学像を形成する反射型光変調装置、及び、前記反射型光変調装置で形成された各色光の光学像を拡大投射する投射光学装置を備えたプロジェクタと、
前記プロジェクタと伝送手段を介して接続され、該プロジェクタに画像情報を出力する情報処理装置とを備えたプロジェクションシステムであって、
前記情報処理装置は、
前記プロジェクタに出力する画像情報を解析する画像情報解析手段と、
前記画像情報解析手段の解析結果に基づいて、前記照明装置による色光毎の照明時間を動的に変化させて制御する照明時間制御手段と、
前記照明時間制御手段による照明時間制御指令を、前記伝送手段を介して前記プロジェクタに送信するデータ送信手段とを備えていることを特徴とする。
このようなプロジェクションシステムに係る発明によっても、前記と同様の作用及び効果を享受できる。
【００１８】
本発明では、前記照明装置は、
複数の色光に応じて設けられる複数の固体光源素子と、各固体光源素子を駆動する光源駆動手段とを備え、
前記照明時間制御手段は、
前記画像情報解析手段の解析結果に基づいて、各色光の照明光量を算出する照明光量算出部と、
前記前記照明光量算出部で算出された各色光の照明光量に応じて前記光源駆動手段に制御指令を出力して、各色光に応じた固体光源素子の光量を調整する光源駆動制御部を備えている構成を採用することができる。
この発明によっても前記と同様の作用及び効果を享受できる。
【００１９】
また、本発明は前述したプロジェクションシステムを構成する情報処理装置上で実行されるプログラム、及びこのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体としても構成することができる。
具体的に本発明に係るプログラムは、
複数の色光を時分割で射出する照明装置、入力される画像情報に基づいて、前記照明装置から射出された色光毎に光学像を形成する反射型光変調装置、前記反射型光変調装置で形成された各色光の光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタに画像情報を出力する情報処理装置上で実行されるプログラムであって、
前記情報処理装置を、
前記プロジェクタに出力する画像情報を解析する画像情報解析手段と、
前記画像情報解析手段の解析結果に基づいて、前記照明装置による色光毎の照明時間を動的に変化させて制御する照明時間制御手段として機能されることを特徴とする。
また、本発明に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、前記のプログラムを記録したことを特徴とする。
この発明によれば、前記と同様の作用及び効果を享受できる上、汎用のコンピュータにインストール等するだけで本発明を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
〔１〕全体構成
図１には本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ１の光学系が示されており、このプロジェクタ１は、パーソナルコンピュータやＡＶ(Audio-Visual)機器からの画像情報に基づく光学像を形成し、この光学像をスクリーンＳcに拡大投射する光学機器であり、本実施形態では、本実施形態では、入力される画像情報に応じて光学像を形成する光変調装置としてＤＭＤ（Digital Micromirror Device）が採用されている。
具体的にプロジェクタ１は、光源装置２と、ロッドインテグレータ３と、色光切換装置４と、導光系５と、光変調装置としてのＤＭＤ６と、光吸収板７と、投射光学装置としての投射光学装置８とを備えて構成される。尚、本実施形態では、光源装置２、ロッドインテグレータ３、色光切換装置４、及び導光系５が複数の色光を時分割で射出する照明装置として機能する。
【００２１】
光源装置２は、白色光や単色光を射出する発光体からなり、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等の放電発光型の光源ランプ２１と、光源ランプ２１から放射された光束を照明光軸に揃えて射出するパラボラリフレクタ２２とを備え、その後段には、パラボラリフレクタ２２から射出された光束をロッドインテグレータ３で結像させる集光レンズ２３と、パラボラリフレクタ２２から射出された光束を略９０deg曲折するミラー２４が設けられている。
ロッドインテグレータ３は、断面略長方形の柱状の透光性材料から構成され、光源装置２からの光束を内部で多重反射させる。このため、光源装置２の発光体の像が持つ像内の輝度ムラを低減し、照度分布の均一な光束を生成する。このロッドインテグレータ３は、射出端面の近傍においてＤＭＤ６の画像形成領域を照明する光源面を形成する。
【００２２】
色光切換装置４は、ロッドインテグレータ３から射出される光束を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の波長領域に変換して、ＤＭＤ６に複数の色光を時分割で供給する。
具体的には、この色光切換装置４は、カラーホイール４１と、ステッピングモータ４２とを備えて構成される。
カラーホイール４１には、図２（Ａ）に示されるように、ＲＧＢ三色のカラーフィルタ（透過色領域）４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂが形成され、各カラーフィルタ４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂは、回転中心Ｏを中心として中心角１２０degの扇状に形成され、カラーホイール４１内を３つに区画している。尚、時分割で色光を切り換えるタイミングをより速くする場合には、図２（Ｂ）に示されるカラーホイール４３のように、各カラーフィルタ４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂを中心角６０degの扇状に形成し、カラーホイール４３内を６箇所に区画してもよい。
【００２３】
ステッピングモータ４２は、駆動パルスを与えることにより回転軸が回転駆動する回転駆動手段であり、その回転軸はカラーホイール４１の回転中心Ｏに接続されている。
このような色光切換装置４の回転軸は、図１に示されるように、ロッドインテグレータ３から射出された光束の照明軸から外側にオフセットされた位置に配置され、ステッピングモータ４２に駆動パルスを与えてカラーホイール４１を回転させると、ロッドインテグレータ３から射出された光束は、時分割で４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂを透過し、これにより、ＲＧＢの各色光を時分割で射出することが可能となる。
【００２４】
導光系５は、色光切換装置４から射出された光束を、ＤＭＤ６の画像形成領域まで導光する機能を有し、第１リレーレンズ５１と、第２リレーレンズ５２とで構成される。
第１リレーレンズ５１は、カラーホイール４１から射出される光束を集束および発散させて光の透過幅を拡大する。第２リレーレンズ５２は、第１リレーレンズ５１を介した発
散光を集束させて平行光にして、ＤＭＤ６の画像形成領域を照明する。
尚、前述した色光切換装置４および導光系５は、照明効率を向上させるために、ロッドインテグレータ３の射出端面とＤＭＤ６の画像形成領域とを共役とする結像関係を満足するように配置される。
【００２５】
ＤＭＤ６は、入射した光束の反射方向をマイクロミラーの傾きを変えることによって選択し、入射光束に画像情報に基づく２次元的な変調を与える。そして、入射光束は投射される画素に対応する変調光となる。
例えばＤＭＤ６は、ＣＭＯＳウェハープロセスを基にマイクロマシン技術により半導体チップ上に多数の可動マイクロミラーを集積して構成される。
この可動マイクロミラーは、図示を略したが、対角軸を中心に回転し、２つの所定角度（±θ）に傾斜した双安定状態をとる。そして、この２つの状態間で４θの大きな光偏向角が得られ、Ｓ／Ｎ比の良好な光スイッチングを行うことができ、回転方向を一定の反射時間で切り替えることにより、所定の投射光量を反射させて投射光学装置８に入射させることができる。
【００２６】
そして、ＤＭＤ６に入射する光束のうち、＋２θ方向に反射して偏向される光束は、投射光学装置８により画像光として投射され、−２θ方向に反射して偏向される光束は、不要光として、光吸収板７により吸収される。
光吸収板７は、例えばその表面にテクスチャが施され、さらに多層の反射防止膜がコーティングされる。このような表面により、微視的な形状効果と干渉原理により入射光束の反射を防止できる。
【００２７】
投射光学装置８は、ＤＭＤ６によって変調された画像光をスクリーンＳc上に拡大投射する。この投射光学装置８は、光路変更用のプリズム８１と、投射レンズ８２とで構成されている。
プリズム８１は、ＤＭＤ６から射出される光束に対して傾斜配置され、入射角度に応じて光を反射したり、透過したりする光学膜８３と、ミラー８４とを備えて構成される。
ＤＭＤ６から射出された光束は、入射角が大きいため、この光学膜８３で反射し、ミラー８４で再度反射することにより、入射角が小さくなって光学膜８３を透過する。
投射レンズ８２は、ＲＧＢの各色光における色収差等による投射画像の不鮮明を防止する目的で、複数の集光素子を光軸方向に沿って配置した組レンズとして構成されている。
【００２８】
〔２〕制御装置９の構成
図３には、前述したプロジェクタ１の駆動系を制御する制御装置９が示されており、この制御装置９は、入力される画像情報ＶＩＤＥＯに基づいて、ＤＭＤ６を駆動するＤＭＤ駆動回路６１、色光切換装置４のステッピングモータ４２を駆動するモータ駆動回路４４、及び、光源装置２の光源ランプ２１を駆動する光源駆動回路２５に対して、制御指令を生成、出力して、ＤＭＤ６、ステッピングモータ４２、光源ランプ２１の駆動制御を行う部分である。
この制御装置９は、画像情報入力手段９１、画像処理手段９２、ＤＭＤ駆動制御手段９３、画像情報解析手段９４、及び照明時間制御手段９５を備えて構成され、画像処理手段９２、画像情報解析手段９４、及び照明時間制御手段９５は、制御装置９の演算領域上で実行されるプログラムとして構成される。
【００２９】
画像情報入力手段９１は、パーソナルコンピュータやＡＶ機器等から入力された画像情報を、ＲＧＢの画像情報に変換して画像処理手段９２及び画像情報解析手段９４に出力する。
この画像情報入力手段９１には、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）端子、ＵＳＢ（Univesal Serial Bus)端子等のデジタル伝送端子、Ｄ−Ｓｕｂ端子等のアナログ伝送端子
を介して画像情報が入力され、デジタル伝送端子を介して入力されたデジタルの画像情報は、各規格に応じたデコード処理が行われ、アナログ伝送端子を介して入力されたアナログの画像情報は、デジタルデータへの変換処理が行われる。
【００３０】
画像処理手段９２は、画像情報入力手段９１から出力された画像情報に、画像処理を行ってＤＭＤ６で適切な画像表示をさせる部分であり、画像処理としては、ＩＰ（Interace
Progressive）変換処理、解像度変換処理、色変換処理、γ補正処理等がある。尚、この画像処理手段９２は、図示を略したが、フレームバッファを備え、入力される画像情報はフレーム単位でこのフレームバッファ内に蓄積され、フレーム単位で画像処理を行う。
ＤＭＤ駆動制御手段９３は、画像処理手段９２で画像処理が施された画像情報に基づいて、ＲＧＢの各色光に応じて時分割でＤＭＤ６を駆動させるための駆動制御信号を生成する部分であり、生成した駆動制御信号をＤＭＤ駆動回路６１に出力する。
このＤＭＤ駆動制御手段９３で生成される駆動制御信号は、色光切換装置４のカラーホイール４１の回転制御と同期させる必要があるため、詳しくは後述するが、照明時間制御手段９５からの照明時間に関する制御情報も加味されて生成される。
【００３１】
画像情報解析手段９４は、画像情報入力手段９１から出力されたＲＧＢの画像情報を解析する部分であり、図示を略したが、画像情報をフレーム単位で蓄積するフレームバッファを複数備えて構成され、複数のフレームバッファから得られるフレーム単位の画像情報を解析する。
具体的には、画像情報解析手段９４は、図４に示されるように、画像情報中の各フレームの各画素におけるＲＧＢの各色光の階調値（０階調〜２５５階調）の変化を取得して解析する。図４を見ても判るように、動画像等の入力画像情報において、すべての色光について形成される画像の階調値は大きく変動しており、すべてをフルスケール（例えば、図４では２５５階調）で使うことは少ない。
【００３２】
そこで、この画像情報解析手段９４は、入力される画像情報のうち、複数のフレームの画像情報をそれぞれのフレームバッファに展開し、各フレームにおけるＲＧＢの各色光の階調値を取得して、複数のフレーム間でどのような形でＤＭＤ６を照明するのがよいのかを解析する。
尚、画像情報解析手段９４による解析は、実際にＤＭＤ６で光学像を形成する画像情報のフレームよりも、フレームバッファの数だけ先行して行われれ、ＤＭＤ６の変調画像と照明時間制御手段９５による照明時間の制御の同期が取られている。
【００３３】
照明時間制御手段９５は、画像情報解析手段９４による解析結果に基づいて、前述したステッピングモータ４２、光源ランプ２１の駆動制御を行って、照明時間を動的に変化させる部分であり、照明光量算出部９５Ａ、回転駆動制御部９５Ｂ、及び光源駆動制御部９５Ｃを備えて構成される。
照明光量算出部９５Ａは、画像情報解析手段９４の解析結果から、照明光量を算出する部分である。前述したように、時分割形式のプロジェクタ１では、観察者は、投射画像の階調値を、ＲＧＢ各色光の輝度値の時間積分値として認識している。
従って、詳しくは後述するが、照明光量算出部９５Ａは、画像情報中の各フレームにおける階調値から照明光量を算出し、これに基づいて、ＲＧＢの各色光によるＤＭＤ６の照明時間と、光源ランプ２１から射出される白色光の光量とを算出する。
例えば、図４において、フレーム番号が略８０におけるＧ光の階調値１５０を観察者に認識させたい場合、光源ランプ２１の白色光の輝度を上げてＧ光による照明時間を短くしてもよいし、光源ランプ２１の白色光の輝度を下げてＧ光による照明時間を長くしてもよい。尚、この照明光量算出部９５Ａで算出された照明時間は、回転駆動制御部９５Ｂ及びＤＭＤ駆動制御手段９３に出力される。
【００３４】
回転駆動制御部９５Ｂは、照明光量算出部９５Ａで算出されたＲＧＢ各色光の照明時間に基づいて、ステッピングモータ４２の回転を変化させる制御指令を生成し、モータ駆動回路４４に出力する。具体的には、回転駆動制御部９５Ｂは、モータ駆動回路４４に対して、単位時間当たりの駆動パルスを変化させるような制御指令を出力し、回転速度を速くしたければ、単位時間当たりの駆動パルスを増加させ、回転速度を遅くしたければ、単位時間当たりの駆動パルスを減少させるような制御指令を出力する。
光源駆動制御部９５Ｃは、照明光量算出部９５Ａで算出された光源ランプ２１から射出される白色光の光量に基づいて、光源駆動回路２５に制御指令に出力し、光源ランプ２１から射出される光量を変化させる部分であり、具体的には、光源ランプ２１に印加される電圧を制御することで光源ランプ２１の光量を変化させる。
【００３５】
〔３〕プロジェクタ１の作用及び効果
次に、前述したプロジェクタ１の作用を、図５に示されるフローチャートに基づいて説明する。
まず、画像情報入力手段９１は、例えば、デジタル伝送端子から画像情報が入力されると、所定の規格に従ってデコード処理を行い（処理Ｓ１）、入力された画像情報を画像処理手段９２及び画像情報解析手段９４に出力する。
画像情報解析手段９４は、入力された画像情報中の先行する複数のフレームの各画素におけるＲＧＢの各色光の階調値の変化を取得して解析する（処理Ｓ２）。
【００３６】
照明時間制御手段９５の照明光量算出部９５Ａは、画像情報解析手段９４の解析結果に基づいて、まず、各フレームにおける光源ランプ２１の光量を算出し（処理Ｓ３）、続けて各フレームにおけるＲＧＢの各色光の照明時間を算出し（処理Ｓ４）、画像情報解析手段９４のフレームバッファ内のすべてのフレームについて光量算出及び照明時間の算出が完了するまで繰り返す（処理Ｓ５）。
照明光量算出部９５Ａによって、画像情報解析手段９４のフレームバッファ内のすべてのフレームについて照明時間の算出及び光量算出が終了したら、照明光量算出部９５Ａは、算出された光源ランプ２１の光量を光源駆動制御部９５Ｃに出力し、また、算出された各フレームにおけるＲＧＢの各色光の照明時間を、ＤＶＤ駆動制御手段９３、回転駆動制御部９５Ｂに出力する（処理Ｓ６）。
【００３７】
画像処理手段９２は、照明光量算出部９５Ａで各出力値の算出の終了したフレームから順次画像処理を行い（処理Ｓ７）、画像処理を行った画像情報をＤＭＤ駆動制御手段９３に出力し、ＤＭＤ駆動制御手段９３は、この画像情報と、照明光量算出部９５ＡからのＲＧＢの各色光の照明時間とに基づいて、ＤＭＤ６を駆動する制御指令を生成し、ＤＶＤ駆動回路６１に出力してＤＭＤ６の駆動制御を行う。
同時に、回転駆動制御部９５Ｂは、ＲＧＢの各色光の照明時間に基づいて、制御指令を生成し、モータ駆動回路４４に出力してステッピングモータ４２の回転を制御する（処理Ｓ９）。
【００３８】
さらに、光源駆動制御部９５Ｃは、算出された光源光量に基づく制御指令を生成し、光源駆動回路２５に出力して、光源ランプ２１の光量制御を行う（処理Ｓ１０）。
そして、これらの制御により、投射光学装置８からＲＧＢの各色光に応じて形成された画像が時分割で投射表示され（処理Ｓ１１）、これにより、観察者は、投射画像をカラー画像として認識する。
以後、初めに戻って次に入力する画像情報の解析から繰り返す。
【００３９】
以上のようなプロジェクタ１によってどのように階調表現の無駄を抑制することができ、多彩な階調表現、色表現、及び、階調表現の無駄を少なくすることができるのかを、図６〜図８に基づいて説明する。尚、各図においては、説明の便宜のために４つの画素を参
照して照明時間の動的変化について説明しているが、実際には、ＤＭＤ６に作り込まれた画像形成領域内の画素すべてについてを考慮しなければならない。
また、図６〜図８において横軸は時間ｔを表し、各画素１〜４における横棒の長さは、その色光かつ画素におけるＤＭＤ６による変調時間であり、照明光量の縦方向の高さＫ１、Ｋ２は、光源装置２から射出される光束の光量を表している。
【００４０】
まず、図６（Ａ）〜図８（Ａ）には、従来のＤＭＤ形式のプロジェクタにおける時分割表示が示されており、この時分割表示では、カラーホイールが等速で回転する構成であるため、カラーホイールに形成された各カラーフィルタによるＤＭＤの照明時間は一定であり、各色光ＲＧＢの階調表示は均一な照明時間によって拘束されてしまう。
従って、ＤＭＤによってある色光、例えば色光Ｒについての階調表示が終了しても、次の色光Ｇは、カラーフィルタによる照明時間が終了しなければ、ＤＭＤによる階調表示をすることができない。
このため、色光Ｒから色光Ｇに階調表示を遷移させるに際して、ブランク期間が生じてしまい、この間の無駄な光は、すべて光吸収板に吸収させた状態となる。
【００４１】
これに対して、本実施形態に係るプロジェクタ１では、図６（Ｂ）に示されるように、カラーフィルタ４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂを介した各色光ＲＧＢの照明時間を、照明時間制御手段９５により動的に変化させているため、ＤＭＤ６の各画素１〜４のうち、最も階調値の高い、すなわち、ＤＭＤ６による変調時間の長い画素に照明時間を同期させることができる。
この結果、従来のように各色光ＲＧＢにおける変調後のブランク期間をなくすことができ、光吸収板７に吸収させる光の光量を少なくして階調表現の無駄を抑制することができる。
【００４２】
また、ブランク期間をなくすことにより、連続的に各色光ＲＧＢの時分割表示を行うことができるため、ＲＧＢの各色光についての照明切換の切換レートを高くするができ、投射画像を観察する観察者が視線を移動させても、カラーブレークアップ現象を認識しにくくすることができる。
さらに、図６（Ａ）と図６（Ｂ）とを比較すると、１フレームの画像表示に要する時間の間でＲＧＢを２倍の回数で照明できるので、従来における光源ランプの単位時間当たり照明光量Ｋ１に対して、本実施形態における光源ランプ２１の単位時間当たりの照明光量Ｋ２を略半分としても、１フレーム内で２回の照明を行っているので、時間値ｔによる積分値に差が出ることはなく、光源ランプ２１の照明光量を半減することができる。
すなわち、光源ランプ２１の光量を小さくすることができるため、プロジェクタの消費電力を削減することができる。
【００４３】
次に、図７（Ｂ）に示されるように、本実施形態では、図７（Ａ）に示される従来のものと比較して、色光Ｒ、色光Ｇについては、同じ時間ｔの間に２倍の照明回数で照明することができるが、色光Ｂについては、従来のものと同じ照明回数となっている場合、色光Ｒ、色光Ｇにおける光源ランプ２１の照明光量は、略半分の照明光量Ｋ２でよく、色光Ｂにおける光源ランプ２１の時だけ従来のものと同等の照明光量Ｋ１とすればよい。
すなわち、このようにＲＧＢの各色光の照明時間を動的に変化させることで多彩な階調表現、色表現を実現することができるのである。
【００４４】
また、図８（Ｂ）に示すように、本実施形態では、照明回数は同様であっても、各色光ＲＧＢの照明時間ｔを、図８（Ｂ）における照明時間ｔの略半分とすることが可能となるので、ＲＧＢの各色光の時分割による１フレーム表示の後に黒画像を挿入しても、従来のものと同じ時間で次のフレーム表示に移行することができる。
これにより、各フレームの画像を短い時間で表示し、黒画像を挿入することで投射画像
におけるフレーム更新時に尾引現象等が生じるのを防止して、観察者の動画視認性を向上させることができる。
【００４５】
そして、黒画像挿入の際には、光源ランプ２１を減光すれば、光源ランプ２１から射出され、光吸収板７に吸収される光を少なくすることができるため、無駄な光を少なくすることができる。
以上のように、本実施形態によれば、階調表現に無駄を生じさせることがなく、多彩な階調表現、色表現を可能とすることができる上、カラーブレークアップ現象を観察者に視認させにくくすることができる。
【００４６】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
前述の第１実施形態では、照明時間制御手段９５によるＲＧＢの各色光の照明時間の動的変化は、色光切換装置４のカラーホイール４１を回転駆動するステッピングモータ４２の回転速度を制御することによって実現していた。
また、前述の第１実施形態では、光源ランプ２１から射出される光源の光量調整は、光源駆動回路２５を制御することによって実現していた。
【００４７】
これに対して、第２実施形態に係るプロジェクタ１Ａでは、図９に示されるように、色光切換装置４Ａにおいて、カラーホイール１４１のカラーフィルタを変更し、カラーホイール１４１の回転軸を、ロッドインテグレータ３から射出された光束の照明光軸に対して接近、離間させるように動かすことでＲＧＢの各色光の照明時間を動的に変化させている点で相違する。
また、第２実施形態に係るプロジェクタ１Ａでは、光源装置２の後段に調光装置１０を設け、この調光装置１０を制御することにより、光源装置２から射出される光束の光量を調整している点が相違する。
以下、これらの相違点について詳述する。
【００４８】
〔１〕色光切換装置４Ａの構成
図９に示されるように、本実施形態に係るプロジェクタ１Ａの色光切換装置４Ａは、カラーホイール１４１と、ステッピングモータ１４２と、アクチュエータ１４３とを備えて構成される。
カラーホイール１４１は、図１０（Ａ）に示されるように、ＲＧＢ三色のカラーフィルタ１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂによって区画され、隣接するカラーフィルタ、例えば、互いに隣接するカラーフィルタ１４１Ｒとカラーフィルタ１４１Ｂとの境界部分は、カラーホイール１４１の回転中心Ｏから外周端部に向かう半径を与える線Ｌに対して、半径方向位置に応じて、カラーフィルタ１４１Ｒ側に突出したり、カラーフィルタ１４１Ｂ側に突出している。カラーフィルタ１４１Ｂ及びカラーフィルタ１４１Ｇ間の境界部分も同様である。
【００４９】
すなわち、本実施形態に係るカラーホイール１４１は、半径方向位置の異なる２つのリング状の帯状体Ｗ１、Ｗ２を対比すると、全周したときに、色光Ｒによる照明時間、色光Ｇによる照明時間、及び色光Ｂによる照明時間が変化するようになっている。
尚、本実施形態で採用することのできるカラーホイールは、これに限られるものではなく、図１０（Ｂ）に示されるように、隣接するカラーフィルタ１４４Ｒ及びカラーフィルタ１４４Ｂの境界部分のように、曲線によって区画したカラーホイール１４４を採用してもよい。
【００５０】
図９に戻って、ステッピングモータ１４２は、第１実施形態の場合と同様に、駆動パル
スによって駆動し、駆動パルス数の増減によって回転速度を変更することができるものであるが、本実施形態では、従来の場合と同様に等速で回転する。
アクチュエータ１４３は、カラーホイール１４１の回転軸位置を、ロッドインテグレータ３から射出された光束の照明光軸に対して接近、離間させる回転軸駆動手段として機能し、高速で位置決めすることのできる、公知のリニアアクチュエータ、圧電素子を用いたアクチュエータ等を採用することができる。
【００５１】
このような色光切換装置４Ａにおいては、アクチュエータ１４３によって、カラーホイール１４１の回転軸を、ロッドインテグレータ３から射出された光束の照明光軸に対して、接近、離間させると、ロッドインテグレータ３から射出された光束がカラーホイール１４１を透過する位置が、カラーホイール１４１の回転中心方向、又は外周端部に移動する。
カラーホイール１４１のカラーフィルタ１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂは、前述したように、リング状の帯状体におけるＲＧＢの領域の割合が、帯状体Ｗ１、Ｗ２のように、半径方向位置によって変化しているため、光束透過位置が移動すると、カラーホイールとして機能する帯状体の位置が変動し、これによりＲＧＢの各色光の照明時間を動的に変化させることができる。
【００５２】
尚、回転軸位置を移動させることのできる色光切換装置は、前述した色光切換装置４Ａに限られるものではない。
例えば、図１１に示されるように、カラーホイール１４５と、このカラーホイール１４５を回転可能に保持する枠体１４６とを備えた色光切換装置４ＢによってもＲＧＢの各色光の照明時間を動的に変化させることができる。
すなわち、カラーホイール１４５は、等分に区画されたカラーフィルタ１４５Ｒ、１４５Ｇ、１４５Ｂが形成されており、その外周には、歯車１４５Ａが形成されている。
一方、枠体１４６には、カラーホイール１４５の外径よりも大きな開口部が形成され、その開口縁には歯車１４６Ａが形成されている。
【００５３】
歯車１４５Ａと歯車１４６Ａを噛合させた状態でステッピングモータ等でカラーホイール１４５の中心Ｏを回転させると、カラーホイール１４５は、枠体１４６の開口部中心に対して偏心した状態で枠体１４６の開口部内を転動する。
一方、ロッドインテグレータ３から射出された光束により、カラーホイール１４５が回転することで投影される円形状の軌跡（すなわち、リング状の帯状体）Ｗ３は、枠体１４６の開口部中心と一致させておく。
【００５４】
これにより、円形状の軌跡Ｗ３とカラーホイール１４５の回転位置が偏心することとなるので、ＲＧＢ各色光の照明時間を異なるものとすることができる。
また、ロッドインテグレータ３から射出された光束に対して枠体１４６を、アクチュエータを用いて水平方向に移動させれば、枠体１４６の開口部中心が帯状体Ｗ３とずれることとなるため、帯状体Ｗ３内のカラーフィルタ１４５Ｒ、１４５Ｇ、１４５Ｂの領域の割合を変化させることが可能となる。
【００５５】
〔２〕調光装置１０の構成
調光装置１０は、図９に示されるように、一端１１Ａが回動自在に軸支された調光部材としての一対の遮光板１１を備え、これら遮光板１１は、調光量０という全開状態では、光源装置２から射出された光束の外側に互いに対向配置される。
調光制御を開始して、調光装置１０から射出される光束を少なくする場合には、一対の遮光板１１を互いに接近する方向に回動させ、回動量に応じて一対の遮光板１１間の隙間が調整され、調光することができるようになっている。
【００５６】
また、この調光装置１０は、図９では図示を略したが、ステッピングモータと、このステッピングモータの回転を各遮光板１１の回動軸に伝導する伝導機構とを備え、ステッピングモータを回転制御することにより、一対の遮光板１１間の隙間が調整される。
もちろん、本実施形態に採用することのできる調光装置はこれに限られる訳ではなく、公知の構造の種々の調光装置を採用してもよい。
【００５７】
〔３〕制御装置９Ａの構成
前述したプロジェクタ１Ａは、図１２に示されるように、制御装置９Ａに制御され、この制御装置９Ａは、第１実施形態に係る制御装置９と比較すると、照明時間制御手段１９５が構成上相違している。
照明時間制御手段１９５は、照明光量算出部９５Ａと、回転軸位置制御部１９５Ｂと、調光制御部１９５Ｃとを備えて構成される。
照明光量算出部９５Ａは、第１実施形態の場合と同様に、画像情報解析手段９４からの解析結果に基づいて、最適なＲＧＢの各色光の照明時間、光源装置２から射出される光束の光量を算出するという点で第１実施形態と何ら相違ない。
【００５８】
一方、回転軸位置制御部１９５Ｂは、照明光量算出部９５Ａで算出されたＲＧＢの各色光の照明時間に基づいて、図１０（Ａ）に示されるように、カラーホイール１４１内のリング状の帯状体Ｗ１、Ｗ２等のどの位置にロッドインテグレータ３から射出された光束を照明させればよいかを算出し、カラーホイール１４１の回転軸の位置決めを行う制御指令を生成し、アクチュエータ１４３の回転軸駆動回路１４３Ａに出力する。尚、この位置決め制御は、アクチュエータ１４３の応答性が画像情報のフレームレートよりも悪い場合には、複数のフレームに跨って、アクチュエータ１４３を駆動させる。
【００５９】
調光制御部１９５Ｃは、同様に、照明光量算出部９５Ａで算出された光源光量に基づいて、調光装置１０の調光制御を行う部分であり、算出された光源光量に応じた制御指令を生成し、調光装置１０を構成するステッピングモータ１２の調光駆動回路１３に対して出力し、調光装置１０の一対の遮光板１１の隙間の量を調整して、算出された光源光量に応じた制御を行う。
以上のような制御装置９ＡによるＲＧＢの各色光の照明時間制御、及び、調光装置１０による調光制御は、制御対象が異なるだけで基本的に第１実施形態の場合と同様なので、その説明を省略する。
【００６０】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
前述した第１実施形態では、放電発光型の光源ランプ２１を備えた光源装置２を採用し、また、ＲＧＢの各色光の切換は、カラーホイール４１を備えた色光切換装置４によって行っていた。
また、前述した各実施形態に係るプロジェクタ１、１Ａでは、画像処理、画像解析、照明時間制御をすべて１台のプロジェクタ内で行っていた。
【００６１】
これに対して、本実施形態では、図１３に示されるように、本実施形態に係るプロジェクタ１Ｂは、光源装置１５が、三色のＬＥＤ１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂを備え、各ＬＥＤ１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂの点灯切換を行うことにより、時分割でＲＧＢの各色光の照明を行っている点が相違する。
また、本実施形態では、図１４に示されるように、プロジェクタ１Ｂとコンピュータ１Ｃとをケーブル１Ｄで接続したプロジェクションシステムとして構成され、コンピュータ１Ｃで処理された画像情報及び照明制御情報ががケーブル１Ｄを介してプロジェクタ１Ｂに伝送され、これに基づいて、プロジェクタ１Ｂで投射画像の表示が行われている点が相違する。
以下、これらの相違点について詳述する。
【００６２】
〔１〕光源装置１５の構成
プロジェクタ１Ｂの光源装置１５は、図１３に示されるように、ＬＥＤ１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１５２とを備えて構成される。
ＬＥＤ１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂは、矩形板状体に複数の固体光源素子を配置して構成される面状発光体であり、ＬＥＤ１５１Ｒが赤色光、ＬＥＤ１５１Ｇが緑色光、ＬＥＤ１５１Ｂが青色光を射出する。各固体光源素子は、半導体の光電変換効果を利用することにより、電圧を印加すると所定の波長の光を放射する。
尚、本実施形態では固体光源素子としてＬＥＤを採用しているが、これに限らず、面状のＬＤ（Laser Diode）を採用してもよく、面状発光体でない、１つの固体光源素子からなるＬＥＤを採用してもよい。
【００６３】
クロスダイクロイックプリズム１５２は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。
２つの誘電体多層膜のうち、一方の誘電体多層膜は、赤色領域の波長を反射し、緑色領域の波長を透過し、他方の誘電体多層膜は、青色領域の波長を反射し、緑色領域の波長を透過するようになっている。
そして、ＬＥＤ１５１Ｇを、光源装置１５の照明光軸に正対させる位置にクロスダイクロイックプリズム１５２の側面と対向するように配置し、他のＬＥＤ１５１Ｒ及び１５１Ｂをクロスダイクロイックプリズム１５２の他の隣接する側面に配置することにより、ＬＥＤ１５１Ｒ、ＬＥＤ１５１Ｇ、ＬＥＤ１５１Ｂから射出されたＲＧＢの各色光は、同一の照明光軸に沿って射出されることとなる。
【００６４】
〔２〕プロジェクションシステムの構成
本実施形態に係るプロジェクションシステムは、前述したプロジェクタ１Ｂと、情報処理装置としてのコンピュータ１Ｃとをケーブル１Ｄで接続した構成を具備する。
ケーブル１Ｄは、デジタル形式で双方向通信可能なケーブルとして構成され、例えば、ＵＳＢ２．０等の規格に準拠したものを採用することができる。
コンピュータ１Ｃは、画像情報生成手段１９１、画像処理手段９２、画像情報解析手段９４、照明時間制御手段２９５、及びデータ送受信手段１９２を備えて構成され、各機能的手段は、コンピュータ１Ｃの演算処理装置上で実行されるプログラムとして構成される。
【００６５】
画像情報生成手段１９１は、画像処理手段９２で処理する画像情報を生成する部分であり、画像情報の生成は、例えば、不図示のハードディスクに記録されたＭＰＥＧ２等の形式で圧縮されたファイルをデコードして行い、デコードされた画像情報は、画像処理手段９２及び画像情報解析手段９４に出力される。
画像処理手段９２は、プロジェクタ１Ｂを構成するＤＭＤ６に適切な画像を形成させるためのものであり、前述した第１実施形態に係る画像処理手段９２と何ら変わるところはないが、画像処理済みの画像情報は、データ送受信手段１９２に出力される。
画像情報解析手段９４は、画像情報生成手段１９１で生成された画像情報を解析するが、第１実施形態と同様に、画像処理手段９２で処理される画像情報のフレームに先行して解析を行う。
【００６６】
照明時間制御手段２９５は、本実施形態においては、照明光量算出部９５Ａのみを備えて構成される。
照明光量算出部９５Ａは、前述した第１実施形態に係る照明光量算出部９５Ａと何ら相違するところはないが、算出したＲＧＢの各色光の照明時間、光源光量に関する制御情報
は、データ送受信手段１９２に出力される。
データ送受信手段１９２は、前述した画像処理手段９２によって画像処理された画像情報、及び、照明光量算出部９５Ａによって算出された、照明時間、光源光量に関する制御情報を、ケーブル１Ｄを介してプロジェクタ１Ｂに送信する部分であり、データ送信に際しては、通信規格に応じた符号化を行って送信する。
【００６７】
プロジェクタ１Ｂの制御装置９Ｂは、前述した第１実施形態と同様のＤＭＤ駆動制御手段９３の他、データ送受信手段１９３及び光源素子駆動制御手段１９４を備えて構成される。
データ送受信手段１９３は、コンピュータ１Ｃから送信され、符号化された画像処理済みの画像情報、制御情報を、復号化してＤＭＤ駆動制御手段９３、及び光源素子駆動制御手段１９４に出力する。
ＤＭＤ駆動制御手段９３は、データ送受信手段１９３で受信されたＲＧＢ各色光の照明時間に関する制御情報及び画像情報に基づいて、ＤＭＤ駆動回路６１の駆動制御を行い、ＤＭＤ６による光変調を実現する。
【００６８】
光源素子駆動制御手段１９４は、データ送受信手段１９３で受信された照明時間、光源光量の制御情報に基づいて、ＬＥＤ１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂを駆動するＬＥＤ駆動回路１５３に対する制御指令を生成して出力する。
本実施形態では、ＬＥＤ駆動回路１５３がＬＥＤ１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂのそれぞれに設けられているため、光源素子駆動制御手段１９４は、照明時間に関する制御情報に基づいて、ＬＥＤ１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂの点消灯の切換タイミングに関する制御指令をＬＥＤ駆動回路に出力することで、ＲＧＢの各色光の照明時間を動的に変化させる。一方、光源素子駆動制御手段１９４は、光源光量に関する制御情報に基づいて、各ＬＥＤ１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂの点灯時の光量を調整し、光源光量を調整する。
つまり、本実施形態においては、ＬＥＤ光源１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂに対する制御情報を生成し、これに基づいて制御するだけで、ＲＧＢの各色光の照明時間の動的変化、及び、光源光量の調整を同時に行うことができるのである。
【００６９】
〔３〕プロジェクションシステムの作用
次に、前述したプロジェクションシステムの作用を、図１５に示されるフローチャートに基づいて説明する。
まず、コンピュータ１Ｃの画像情報生成手段１９１は、圧縮された画像ファイルをデコードしてフレーム単位の画像情報として順次画像処理手段９２、画像情報解析手段９４に出力する（処理Ｓ１２）。
画像情報解析手段９４は、先行して画像情報の複数のフレームを自己のフレームバッファ内に蓄積し、各フレームの解析を行い（処理Ｓ１３）、解析結果を照明光量算出部９５Ａに出力し、照明光量算出部９５Ａでは、解析結果に基づいて、光源光量の算出（処理Ｓ１４）、及び、ＲＧＢの各色光の照明時間の算出を行う（処理Ｓ１５）。
【００７０】
照明光量算出部９５Ａは、フレームバッファ内に蓄積されたすべてのフレームについて照明時間の算出、光源光量の算出を行い（処理Ｓ１６）、終了したら、画像処理手段９２は、フレーム単位の画像情報の画像処理を開始する（処理Ｓ１７）。
データ送受信手段１９２は、画像処理手段９２で処理されたフレーム単位の画像情報、及び、これに同期するＲＧＢ各色光の照明時間、及び光源光量に関する制御情報を同期させ、各情報の符号化を行って、ケーブル１Ｄを介してプロジェクタ１Ｂに送信する（処理Ｓ１８）。
【００７１】
プロジェクタ１Ｂのデータ送受信手段１９３がコンピュータ１Ｃからの情報を受信したら、受信した情報の復号化を行って、画像情報、及び、ＲＧＢの各色光の照明時間に関す
る制御情報をＤＭＤ駆動制御手段９３に出力し、ＲＧＢの各色光の照明時間、及びＬＥＤ光源１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂの光量に関する制御情報を、光源素子駆動制御手段１９４に出力する（処理Ｓ１９）。
ＤＭＤ駆動制御手段９３は、画像情報、及び、ＲＧＢの各色光の照明時間に関する制御情報に基づいて、ＤＭＤ駆動回路６１に制御指令を出力して、ＤＭＤ６を駆動制御する（処理Ｓ２０）。
同時に、光源素子駆動制御手段１９４は、ＲＧＢの各色光の照明時間、光源光量に関する制御情報に基づいて、ＬＥＤ駆動回路１５３に制御指令を出力して、ＬＥＤ１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂを駆動制御する（処理Ｓ２１）。
【００７２】
このような本実施形態によっても、前述した各実施形態と同様の作用及び効果を享受できる上、近年画像処理が高速化したコンピュータ１Ｃを用いることにより、プロジェクタ１Ｂに高価なグラフィックプロセッサを搭載することなく、本発明を実現することができ、プロジェクタ１Ｂの製造コストを低減する上でも好ましい。
また、光源装置１５が三色のＬＥＤ１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂを備えていることにより、ＬＥＤ駆動回路１５３を駆動制御するだけで、ＲＧＢの各色光の照明時間の制御及び各ＬＥＤ１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂの光量の制御を同時に行うことができるため、制御装置９Ｂの処理構成を簡単化することができる。
【００７３】
〔実施形態の変形〕
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、次に示すような変形をも含むものである。
前記第１実施形態では、カラーホイール４１は、ＲＧＢ三色のカラーフィルタ４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂに区画されていたが、本発明はこれに限らず、白色のカラーフィルタを入れた四色のカラーフィルタで区画されたカラーホイールを用いてもよい。
また、前記第３実施形態では、ＬＥＤ１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂを備えた光源装置１５を、プロジェクションシステムを構成するプロジェクタ１Ｂに採用していたが、本発明はこれに限らず、複数色のＬＥＤを備えたプロジェクタにおいて、制御装置が第３実施形態と同様の光源素子駆動制御手段を備えたものとしてもよい。
【００７４】
さらに、前記各実施形態では、反射型光変調装置としてＤＭＤ６を採用していたが、本発明はこれに限られず、ＬＣＯＳのような液晶を利用した反射型光変調装置に本発明を用いてもよい。要するに時分割でカラー画像を表示する形式のプロジェクタであれば、本発明を採用することできる。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造及び処理手順等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの構成を表す模式図。
【図２】前記実施形態におけるカラーホイールの構造を表す正面図。
【図３】前記実施形態におけるプロジェクタの制御装置を表すブロック図。
【図４】前記実施形態における画像情報解析手段による画像解析を説明するためのグラフ。
【図５】前記実施形態におけるプロジェクタの作用を説明するためのフローチャート。
【図６】前記実施形態の効果を説明するためのグラフ。
【図７】前記実施形態の効果を説明するためのグラフ。
【図８】前記実施形態の効果を説明するためのグラフ。
【図９】本発明の第２実施形態に係るプロジェクタの構成を表す模式図。
【図１０】前記実施形態におけるカラーホイールの構造を表す正面図。
【図１１】前記実施形態の変形となるカラーホイールを用いた色光切換装置の構造を表す模式正面図。
【図１２】前記実施形態におけるプロジェクタの制御装置を表すブロック図。
【図１３】本発明の第３実施形態に係るプロジェクションシステムを構成するプロジェクタの構成を表す模式図。
【図１４】前記実施形態におけるプロジェクションシステムの構造を表すブロック図。
【図１５】前記実施形態におけるプロジェクションシステムの作用を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００７６】
１、１Ａ、１Ｂ…プロジェクタ、１Ｃ…コンピュータ、１Ｄ…ケーブル、２、１５…光源装置、８…投射光学装置、９、９Ａ、９Ｂ…制御装置、１０…調光装置、１１…遮光板、１２…ステッピングモータ、２１…光源ランプ、４１、４３、１４１、１４４、１４５…カラーホイール、４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂ、１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂ、１４４Ｒ、１４４Ｇ、１４４Ｂ、１４５Ｒ、１４５Ｇ、１４５Ｂ…カラーフィルタ、４２、１４２…ステッピングモータ、９２…画像処理手段、９３…ＤＭＤ駆動制御手段、９４…画像情報解析手段、９５…照明時間制御手段、９５Ａ…照明光量算出部、９５Ｂ…回転駆動制御部、９５Ｃ…光源駆動制御部、１４３…アクチュエータ、１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂ…ＬＥＤ光源、１９２…データ送受信手段、１９４…光源素子駆動制御手段、１９５…照明時間制御手段、１９５Ｂ…回転軸位置制御部、１９５Ｃ…調光制御部、２９５…照明時間制御手段
【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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【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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