(57)【要約】【課題】音声信号を伝送する音響用配線を省略し、かつ、構造の簡素化が図れるプロジェクションシステムを提供する。【解決手段】プロジェクションシステム１を構成するプロジェクタ２の制御装置２２において、音声情報処理部２２４は、音声情報を変調して変調音声情報を出力する音声情報変調部２２４２と、変調音声情報に基づいて、光源装置２１１を構成する固体発光素子に供給される電力を変動させる電力変動制御を実施する光源駆動制御部２２４３とを備える。プロジェクションシステム１を構成する音声再生装置３は、スクリーンＳｃ上に拡大投射される光束を受光して電気信号を出力する受光素子３１と、受光素子３１からの電気信号に基づいて、変調音声情報を認識し、変調音声情報を復調して音声情報を生成する音声情報復調部３２１と、音声情報に基づく音声を発音体Ｓｐ１，Ｓｐ２に発生させる音声制御部３２２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】
光源から射出された光束を画像情報に応じて変調してスクリーン上に拡大投射するプロジェクタと、前記画像情報に応じた音声情報に基づく音声を発音体に発生させる音声再生装置とを備えたプロジェクションシステムであって、
前記プロジェクタは、固体発光素子を含んで構成される光源装置と、前記固体発光素子から射出された光束を前記画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光束を前記スクリーン上に拡大投射する投射光学装置と、前記固体発光素子および前記光変調装置を駆動制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記画像情報に基づいて前記光変調装置を駆動制御する画像情報処理部と、前記音声情報に基づいて前記固体発光素子を駆動制御する音声情報処理部とを備え、
前記音声情報処理部は、
前記音声情報を変調して変調音声情報を出力する音声情報変調部と、
前記変調音声情報に基づいて、前記固体発光素子に供給される電力を変動させる電力変動制御を実施する光源駆動制御部とを備え、
前記音声再生装置は、
前記プロジェクタから前記スクリーン上に拡大投射される光束を受光して電気信号を出力する受光素子と、
前記受光素子からの電気信号に基づいて、前記変調音声情報を認識し、前記変調音声情報を復調して前記音声情報を生成する音声情報復調部と、
前記音声情報復調部にて生成された音声情報に基づく音声を前記発音体に発生させる音声制御部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２】
請求項１に記載のプロジェクションシステムにおいて、
前記光源駆動制御部は、前記変調音声情報に基づいて、前記固体発光素子に供給される電力をパルス幅変調により変動させる前記電力変動制御を実施することを特徴とするプロジェクションシステム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプロジェクションシステムにおいて、
前記制御装置は、前記プロジェクタにて前記スクリーン上に拡大投射する前記画像情報に基づく投影画像の表示タイミングと、前記音声再生装置により前記発音体から発生させる前記音声情報に基づく音声の発生タイミングとを合わせるためのタイミング制御情報を予め記憶するタイミング制御情報記憶部を備え、
前記画像情報処理部は、前記タイミング制御情報記憶部に記憶された前記タイミング制御情報に応じて、前記画像情報に基づいて前記光変調装置を駆動制御することを特徴とするプロジェクションシステム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のプロジェクションシステムにおいて、
前記画像情報処理部は、前記光変調装置における画像形成領域のうち、一部の領域が所定の階調値となるように前記光変調装置を駆動制御し、
前記受光素子は、前記プロジェクタから前記スクリーン上に拡大投射される光束のうち前記一部の領域の光束を受光可能な位置に配設され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５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のプロジェクションシステムにおいて、
前記画像情報処理部は、前記光変調装置における画像形成領域のうち、一部の複数の領域が所定の階調値となるように前記光変調装置を駆動制御し、
前記受光素子は、前記一部の複数の領域に応じて複数設けられ、前記一部の複数の領域の光束をそれぞれ受光可能な位置に配設され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６】
光源から射出された光束を画像情報に応じて変調してスクリーン上に拡大投射するプロジェクタと、前記画像情報に応じた音声情報に基づく音声を発音体に発生させる音声再生装置とを備えたプロジェクションシステムに用いられるプロジェクタであって、
固体発光素子を含んで構成される光源装置と、前記固体発光素子から射出された光束を前記画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光束を前記スクリーン上に拡大投射する投射光学装置と、前記固体発光素子および前記光変調装置を駆動制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記画像情報に基づいて前記光変調装置を駆動制御する画像情報処理部と、前記音声情報に基づいて前記固体発光素子を駆動制御する音声情報処理部とを備え、
前記音声情報処理部は、
前記音声情報を変調して変調音声情報を出力する音声情報変調部と、
前記変調音声情報に基づいて、前記固体発光素子に供給される電力を変動させる電力変動制御を実施する光源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７】
光源から射出された光束を画像情報に応じて変調してスクリーン上に拡大投射するプロジェクタと、前記画像情報に応じた音声情報に基づく音声を発音体に発生させる音声再生装置とを備えたプロジェクションシステムに用いられる音声再生装置であって、
前記プロジェクタから前記スクリーン上に拡大投射される光束を受光して電気信号を出力する受光素子と、
前記受光素子からの電気信号に基づいて、前記音声情報が変調された変調音声情報を認識し、前記変調音声情報を復調して前記音声情報を生成する音声情報復調部と、
前記音声情報復調部にて生成された音声情報に基づく音声を前記発音体に発生させる音声制御部とを備えていることを特徴とする音声再生装置。
【請求項８】
光源から射出された光束を画像情報に応じて変調してスクリーン上に拡大投射するプロジェクタと、前記画像情報に応じた音声情報に基づく音声を発音体に発生させる音声再生装置とを備えたプロジェクションシステムを利用した音声再生方法であって、
前記プロジェクタが、
前記音声情報を変調して変調音声情報を出力する音声情報変調ステップと、
前記変調音声情報に基づいて、固体発光素子に供給する電力を変動する電力変動制御を実施する電力変動制御ステップとを実行し、
前記音声再生装置が、
前記プロジェクタから前記スクリーン上に拡大投射される光束を受光して電気信号を出力する受光ステップと、
前記電気信号に基づいて、前記変調音声情報を認識し、前記変調音声情報を復調して前記音声情報を生成する音声情報復調ステップと、
前記音声情報復調ステップにて生成した音声情報に基づく音声を前記発音体に発生させる音声制御ステップとを実行することを特徴とする音声再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクションシステム、プロジェクタ、音声再生装置、および音声再生方法に関する。
【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してスクリーン上に拡大投射するプロジェクタと、画像情報に応じた音声情報に基づく音声を発音体に発生させる音声再生装置とを備えたプロジェクションシステムが知られている。
このようなプロジェクションシステムを利用して、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)プレーヤやテレビジョンチューナ等の外部機器からの画像信号や音声信号に基づいて、投影画像を表示したり、音声を発生させたりする場合には、外部機器とプロジェクタとを信号を伝送可能とする信号線にて接続するとともに、外部機器と音声再生装置やスピーカ等とを信号線にて接続する必要がある。すなわち、プロジェクションシステムを利用する空間において、前記各信号線が配線されることとなる。
そして、従来、音声信号を光により伝送することで、外部機器と音声再生装置やスピーカ等を接続する信号線（音響用配線）を省略する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のプロジェクションシステム（空間光伝送装置）は、音声信号を光の情報に変換して出力する発光装置と、光の情報に変換された音声信号を集光し電気信号に変換し出力する受光装置と、音声を出力するスピーカと、映像を投射するプロジェクタ（映像投射装置）と、映像を映し出すスクリーンとを備えた構成である。そして、スクリーンに対向する側にプロジェクタおよび発光装置を配設し、スクリーン近傍に受光装置およびスピーカを配設している。すなわち、外部機器とプロジェクタおよび発光装置とを信号線で接続しておくだけで、発光装置から光の情報に変換された音声信号が出力されるため、外部機器とスピーカ等を信号線にて接続しない構成となる。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１５０３６９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、特許文献１に記載の技術では、プロジェクタおよびスピーカの他、別途、音声信号を光の情報に変換して出力する発光装置が必要となり、プロジェクションシステムを構築するにあたり、構造の簡素化が図れない。また、発光装置をプロジェクタに内蔵あるいは固定する構成としても、プロジェクタの構造の簡素化が図れず、ひいては、プロジェクションシステムの構造の簡素化が図れない。
このため、音声信号を伝送する音響用配線を省略し、かつ、プロジェクションシステムの構造の簡素化が図れる技術が要望されている。
【０００５】
本発明の目的は、音声信号を伝送する音響用配線を省略し、かつ、構造の簡素化が図れるプロジェクションシステム、プロジェクタ、音声再生装置、および音声再生方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のプロジェクションシステムは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調してスクリーン上に拡大投射するプロジェクタと、前記画像情報に応じた音声情報に基づく音声を発音体に発生させる音声再生装置とを備えたプロジェクションシステムであって、前記プロジェクタは、固体発光素子を含んで構成される光源装置と、前記固体発光素子から射出された光束を前記画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光束を前記スクリーン上に拡大投射する投射光学装置と、前記固体発光素子および前記光変調装置を駆動制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記画像情報に基づいて前記光変調装置を駆動制御する画像情報処理部と、前記音声情報に基づいて前記固体発光素子を駆動制御する音声情報処理部とを備え、前記音声情報処理部は、前記音声情報を変調して変調音声情報を出力する音声情報変調部と、前記変調音声情報に基づいて、前記固体発光素子に供給される電力を変動させる電力変動制御を実施する光源駆動制御部とを備え、前記音声再生装置は、前記プロジェクタから前記スクリーン上に拡大投射される光束を受光して電気信号を出力する受光素子と、前記受光素子からの電気信号に基づいて、前記変調音声情報を認識し、前記変調音声情報を復調して前記音声情報を生成する音声情報復調部と、前記音声情報復調部にて生成された音声情報に基づく音声を前記発音体に発生させる音声制御部とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
ここで、固体発光素子としては、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)素子、レーザダイオード、有機ＥＬ(Electro Luminescence)素子、シリコン発光素子等が例示できる。
また、電力変動制御としては、固体発光素子に供給される電力を変動する制御であれば、特に限定されず、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）による電力変動制御、ＡＳＫ(Amplitude Shift Keying)による電力変動制御、ＦＳＫ(Frequency Shift Keying)による電力変動制御等が例示できる。
【０００８】
本発明によれば、プロジェクタの制御装置が画像情報処理部と音声情報変調部および光源駆動制御部を有する音声情報処理部とを備え、音声再生装置が受光素子と音声情報復調部と音声制御部とを備えているので、プロジェクションシステムを利用して、例えば、以下に示すように、音声を発生させることができる。
先ず、プロジェクタにおいて、画像情報および音声情報が入力されると、画像情報処理部および音声情報処理部は、以下の処理を実行する。
画像情報処理部は、画像情報に対して所定の画像処理を施し、画像処理を施した画像情報に基づいて、光変調装置を駆動制御して、光変調装置に画像情報に基づく光学像を形成させる。そして、投射光学装置により、光変調装置にて形成された光学像がスクリーン上に拡大投射されて投影画像が表示される。
一方、音声情報処理部は、音声情報に対して予め設定された変調処理を施し、変調した変調音声情報を出力する（音声情報変調ステップ）。
この後、光源駆動制御部は、変調音声情報に基づいて、固体発光素子に供給される電力を変動させる電力変動制御を実施する（電力変動制御ステップ）。すなわち、光源駆動制御部が変調音声情報に基づいて電力変動制御を実施することで、固体発光素子から射出される光束の輝度が変動し、固体発光素子から射出される光束に変調音声情報が重畳されることとなる。言い換えれば、固体発光素子から射出され、光変調装置および投射光学装置を介して、スクリーン上に拡大投射される光束に変調音声情報が重畳されることとなる。
【０００９】
次に、音声再生装置は、以下の処理を実行する。
受光素子は、プロジェクタからスクリーン上に拡大投射される光束を受光して電気信号を出力する（受光ステップ）。
この後、音声情報復調部は、受光素子からの電気信号に基づいて、スクリーン上に拡大投射される光束に重畳された変調音声情報を認識する。そして、音声情報復調部は、変調音声情報に対して予め設定された復調処理を施し、元の音声情報を生成する（音声情報復調ステップ）。
そして、音声制御部は、音声情報復調部にて生成された元の音声情報に基づく音声を発音体に発生させる（音声制御ステップ）。
【００１０】
以上のように、プロジェクションシステムは、プロジェクタからスクリーン上に拡大投射される光束に音声情報（変調音声情報）を重畳させて音声再生装置に伝送しているので、画像信号および音声信号を出力する外部機器と音声再生装置とを音響用配線で接続する必要がない。また、光源駆動制御部による電力変動制御により、投影画像を形成するための光源となる固体発光素子から射出される光束に音声情報（変調音声情報）を重畳させているので、従来のように別途、発光装置を設ける必要がなく、プロジェクタの構造の簡素化が図れ、ひいては、プロジェクションシステムの構造の簡素化が図れる。
【００１１】
本発明のプロジェクションシステムでは、前記光源駆動制御部は、前記変調音声情報に基づいて、前記固体発光素子に供給される電力をパルス幅変調により変動させる前記電力変動制御を実施することが好ましい。
ところで、光源駆動制御部による電力変動制御として、例えば、固体発光素子に電力を供給させて点灯させる状態、固体発光素子に電力を供給せずに消灯させる状態、すなわち、固体発光素子のＯＮ／ＯＦＦによって固体発光素子から射出される光に音声情報（変調音声情報）を重畳させる構成（例えば、固体発光素子のＯＮにより符号化された変調音声情報の「１」のビットの状態を表し、固体発光素子のＯＦＦにより符号化された変調音声情報の「０」のビットの状態を表す構成）とした場合には、以下の問題が生じる恐れがある。
すなわち、固体発光素子が点灯および消灯を繰り返すこととなり、スクリーン上に表示される投影画像に人間の目で認識可能な輝度変化が生じてしまう。このため、投影画像を観賞する観賞者に不快感を与えてしまう。
また、表示させるべき画像があるが音声が無いような場合には、音声情報（変調音声情報）に基づいて電力変動制御を実施するため、固体発光素子を消灯させてしまい、表示させるべき投影画像を表示させることができない。
【００１２】
本発明では、光源駆動制御部は、パルス幅変調により電力変動制御を実施する。例えば、光源駆動制御部は、変調音声情報に基づいて、例えば、２種類のデューティ比（固体発光素子を間欠点灯させる際の単位時間当りの点灯時間と、単位時間当りの消灯時間との比率）、１００％のデューティ比および１００％未満（例えば、９５％程度）のデューティ比を利用して、パルス幅変調により電力変動制御を実施して固体発光素子から射出される光束に音声情報（変調音声情報）を重畳させる。このような構成では、スクリーン上に表示される投影画像に生じる輝度変化を人間の目では認識できない程度に小さくでき、投影画像を観賞する観賞者に不快感を与えることがない。また、表示させるべき画像があるが音声が無いような場合であっても、固体発光素子を消灯させることなく表示させるべき投影画像を表示させることができる。
【００１３】
本発明のプロジェクションシステムでは、前記制御装置は、前記プロジェクタにて前記スクリーン上に拡大投射する前記画像情報に基づく投影画像の表示タイミングと、前記音声再生装置により前記発音体から発生させる前記音声情報に基づく音声の発生タイミングとを合わせるためのタイミング制御情報を予め記憶するタイミング制御情報記憶部を備え、前記画像情報処理部は、前記タイミング制御情報記憶部に記憶された前記タイミング制御情報に応じて、前記画像情報に基づいて前記光変調装置を駆動制御することが好ましい。
ところで、プロジェクションシステムにおいて、プロジェクタにてスクリーン上に拡大投射する投影画像の表示タイミングと、音声再生装置により発音体から発生させる音声の発生タイミングとを合わせる制御を実施しない場合には、プロジェクタ内での画像情報の処理と音声情報の処理とに掛かる各時間の差や、音声再生装置での音声情報の処理に掛かる時間等により、発生タイミングに対して表示タイミングが速くなる恐れがある。このように表示タイミングと発生タイミングとにずれが生じている場合には、プロジェクションシステムを利用する観賞者に不快感を与えてしまう。
【００１４】
本発明では、制御装置は、表示タイミングと発生タイミングとを合わせるためのタイミング制御情報を予め記憶するタイミング制御情報記憶部を備える。また、画像情報処理部は、タイミング制御情報に応じて、画像情報に基づいて光変調装置を駆動制御し、画像情報に基づく光学像を光変調装置に形成させる。このことにより、タイミング制御情報に応じて、光変調装置を駆動制御することで、表示タイミングを所定時間、遅延させて、表示タイミングと発生タイミングとを合わせることができる。したがって、プロジェクションシステムを利用する観賞者に不快感を与えることがない。
【００１５】
本発明のプロジェクションシステムでは、前記画像情報処理部は、前記光変調装置における画像形成領域のうち、一部の領域が所定の階調値となるように前記光変調装置を駆動制御し、前記受光素子は、前記プロジェクタから前記スクリーン上に拡大投射される光束のうち前記一部の領域の光束を受光可能な位置に配設されていることが好ましい。
ところで、画像情報処理部が上述したように一部の領域が所定の階調値となるように光変調装置を駆動制御しない場合には、受光素子は、例えば、投影画像内における階調値（輝度値）が異なる各画素の光束を受光することとなる。また、投影画像として動画を表示させている場合には、画面毎に階調値（輝度値）が異なることとなり、受光素子は、画面毎に階調値が異なる光束を順次、受光することとなる。このような場合には、受光素子から出力される電気信号のレベルが不安定なものとなり、音声情報復調部にて、受光素子から出力される電気信号に基づいて、変調音声情報を認識することが難しい。このため、音声再生装置にて音声情報に基づく音声を発音体に良好に発生させることが難しい。
【００１６】
本発明では、画像情報処理部は、光変調装置における画像形成領域のうち、一部の領域が所定の階調値となるように光変調装置を駆動制御する。また、受光素子は、前記一部の領域の光束を受光可能な位置に配設されている。このことにより、前記一部の領域が所定の階調値となっているので、前記一部の領域内において、輝度分布が略均一化された状態となり、受光素子は、輝度の略均一化した一部の領域の光束を受光できる。また、投影画像として動画を表示させている場合であっても、前記一部の領域では、所定の階調値となるように制御されているので、画面毎に階調値が異なることがなく、受光素子は、常に輝度の略均一化した一部の領域の光束を受光できる。このため、受光素子から出力される電気信号のレベルが安定し、音声情報変調部にて、受光素子から出力される電気信号に基づいて、変調音声情報を容易にかつ高精度に認識できる。したがって、音声再生装置にて音声情報に基づく音声を発音体に良好に発生させることができる。
【００１７】
本発明のプロジェクションシステムでは、前記画像情報処理部は、前記光変調装置における画像形成領域のうち、一部の複数の領域が所定の階調値となるように前記光変調装置を駆動制御し、前記受光素子は、前記一部の複数の領域に応じて複数設けられ、前記一部の複数の領域の光束をそれぞれ受光可能な位置に配設されていることが好ましい。
ところで、所定の階調値となるように制御する前記一部の領域を１つのみとし、かつ、受光素子を単体で構成した場合には、プロジェクタからスクリーン上に拡大投射され受光素子に進む光束が遮蔽物（例えば、人）により遮蔽されると、受光素子にて光束（変調音声情報）を受光することができず、音声再生装置にて音声情報に基づく音声を発音体から発生させることができない。
【００１８】
本発明では、画像情報処理部は、光変調装置における画像形成領域のうち、一部の複数の領域が所定の階調値となるように光変調装置を駆動制御する。また、受光素子は、複数で構成され、前記一部の複数の領域の光束をそれぞれ受光可能な位置に配設されている。このことにより、プロジェクタからスクリーン上に拡大投射され、複数の受光素子のうちいずれかの受光素子に進む光束が遮蔽物（例えば、人）により遮蔽された場合であっても、複数の受光素子のうち他の受光素子にて光束（変調音声情報）を受光することができる。したがって、音声再生装置にて音声情報に基づく音声を発音体に良好に発生させることができる。
【００１９】
本発明のプロジェクタは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調してスクリーン上に拡大投射するプロジェクタと、前記画像情報に応じた音声情報に基づく音声を発音体に発生させる音声再生装置とを備えたプロジェクションシステムに用いられるプロジェクタであって、固体発光素子を含んで構成される光源装置と、前記固体発光素子から射出された光束を前記画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光束を前記スクリーン上に拡大投射する投射光学装置と、前記固体発光素子および前記光変調装置を駆動制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記画像情報に基づいて前記光変調装置を駆動制御する画像情報処理部と、前記音声情報に基づいて前記固体発光素子を駆動制御する音声情報処理部とを備え、前記音声情報処理部は、前記音声情報を変調して変調音声情報を出力する音声情報変調部と、前記変調音声情報に基づいて、前記固体発光素子に供給される電力を変動させる電力変動制御を実施する光源駆動制御部とを備えていることを特徴とする。
本発明のプロジェクタは、上述したプロジェクションシステムに用いられるプロジェクタであるので、上述したプロジェクションシステムと同様の作用および効果を享受できる。
【００２０】
本発明の音声再生装置は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調してスクリーン上に拡大投射するプロジェクタと、前記画像情報に応じた音声情報に基づく音声を発音体に発生させる音声再生装置とを備えたプロジェクションシステムに用いられる音声再生装置であって、前記プロジェクタから前記スクリーン上に拡大投射される光束を受光して電気信号を出力する受光素子と、前記受光素子からの電気信号に基づいて、前記音声情報が変調された変調音声情報を認識し、前記変調音声情報を復調して前記音声情報を生成する音声情報復調部と、前記音声情報復調部にて生成された音声情報に基づく音声を前記発音体に発生させる音声制御部とを備えていることを特徴とする。
本発明の音声再生装置は、上述したプロジェクションシステムに用いられる音声再生装置であるので、上述したプロジェクションシステムと同様の作用および効果を享受できる。
【００２１】
本発明の音声再生方法は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調してスクリーン上に拡大投射するプロジェクタと、前記画像情報に応じた音声情報に基づく音声を発音体に発生させる音声再生装置とを備えたプロジェクションシステムを利用した音声再生方法であって、前記プロジェクタが、前記音声情報を変調して変調音声情報を出力する音声情報変調ステップと、前記変調音声情報に基づいて、固体発光素子に供給する電力を変動する電力変動制御を実施する電力変動制御ステップとを実行し、前記音声再生装置が、前記プロジェクタから前記スクリーン上に拡大投射される光束を受光して電気信号を出力する受光ステップと、前記電気信号に基づいて、前記変調音声情報を認識し、前記変調音声情報を復調して前記音声情報を生成する音声情報復調ステップと、前記音声情報復調ステップにて生成した音声情報に基づく音声を前記発音体に発生させる音声制御ステップとを実行することを特徴とする。
本発明の音声再生方法は、上述したプロジェクションシステムを利用して実施されるものであるので、上述したプロジェクションシステムと同様の作用および効果を享受できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクションシステムの構成〕
図１は、第１実施形態におけるプロジェクションシステム１の概略構成を示すブロック図である。
プロジェクションシステム１は、スクリーンＳｃ（図１）上に投影画像を形成するとともに、該投影画像に基づいて発音体としてのスピーカＳｐ１，Ｓｐ２（図１）から投影画像に応じた音声を発生させるシステムである。このプロジェクションシステム１は、図１に示すように、プロジェクタ２と、音声再生装置３とを備える。
【００２３】
〔プロジェクタの構成〕
プロジェクタ２は、光源から射出される光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、形成した光学像をスクリーンＳｃ上に拡大投射するものである。このプロジェクタ２は、図１に示すように、画像投射部２１と、制御装置２２とで大略構成されている。
画像投射部２１は、制御装置２２による制御の下、光学像を形成してスクリーンＳｃに拡大投射する。この画像投射部２１は、図１に示すように、光源装置２１１と、光変調装置としての液晶ライトバルブ２１２と、投射光学装置２１３等を備える。
光源装置２１１は、ＬＥＤモジュール等で構成され、制御装置２２による制御の下、光束を液晶ライトバルブ２１２に向けて射出する。具体的な図示は省略するが、ＬＥＤモジュールは、Ｓｉ基板上に固体発光素子である複数のＬＥＤ素子が配列形成されている。また、このＬＥＤモジュールには、制御装置２２による制御の下、前記ＬＥＤ素子に電力を供給して（電圧を印加して）前記ＬＥＤ素子を点灯させる光源駆動回路が形成されている。
【００２４】
液晶ライトバルブ２１２は、透過型の液晶パネルであり、制御装置２２からの駆動信号に基づいて、液晶セル（図示略）に封入された液晶分子の配列を変化させ、光源装置２１１から射出された光束を、透過若しくは遮断することにより画像情報に応じた光学像を投射光学装置２１３に射出する。
投射光学装置２１３は、液晶ライトバルブ２１２から射出された光学像をスクリーンＳｃ上に拡大投射する。
【００２５】
なお、図示は省略したが、プロジェクタ２は、ＲＧＢの３色に対応する３枚の液晶ライトバルブ２１２を備えている。また、光源装置２１１は、Ｒ色光、Ｇ色光、Ｂ色光をそれぞれ射出する３つのＬＥＤモジュールで構成されている。この際、各ＬＥＤモジュールを構成するＬＥＤ素子は、結晶の種類および添加物等が異なるように形成されたものであり、それぞれＲ色光、Ｇ色光、Ｂ色光を発する。さらに、投射光学装置２１３は、３色の画像光を合成してカラー画像を表す光学像を生成する色合成光学装置を有している。なお、このような光学系の構成については、種々の一般的なプロジェクタの光学系の構成が利用可能である。
【００２６】
制御装置２２は、画像投射部２１等を制御する部分であり、図１に示すように、主制御部２２１と、メモリ２２２と、画像情報処理部２２３と、音声情報処理部２２４等を備える。なお、制御装置２２としては、画像情報の処理機能、および音声情報の処理機能を主に説明し、その他の処理機能については説明を省略している。
主制御部２２１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)等で構成され、メモリ２２２に記憶された制御プログラムにしたがって、所定の制御指令を画像情報処理部２２３および音声情報処理部２２４に出力する。
メモリ２２２は、制御プログラム等を記憶する。
【００２７】
画像情報処理部２２３は、主制御部２２１からの制御指令にしたがって、入力した画像情報に対して所定の処理を施し、処理を施した画像情報（画像データ）に基づく駆動信号を液晶ライトバルブ２１２に出力して、所定の光学像を液晶ライトバルブ２１２に形成させる。この画像情報処理部２２３は、図１に示すように、信号入力部２２３１と、画像制御部２２３２と、パネル駆動部２２３３等を備える。
信号入力部２２３１は、外部から入力される画像情報（画像信号）を画像制御部２２３２にて処理可能な画像情報（デジタル信号）に変換して出力する。
【００２８】
画像制御部２２３２は、信号入力部２２３１から出力されたデジタル信号（デジタル画像データ）に対して所定の画像データ処理を施す。この画像制御部２２３２における前記画像データ処理としては、例えば、解像度を液晶ライトバルブ２１２の解像度（画素数）に合わせる解像度変換処理、拡大・縮小等の画像サイズ調整処理、輝度調整、コントラスト調整、シャープネス調整等の各種画質調整処理、図示しない操作部の入力操作等に応じてメニューやメッセージ等のＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）画像を合成する処理、台形歪補正処理、ガンマ補正処理等がある。これらの各処理は、周知の技術であるので詳細な説明は省略する。
【００２９】
図２は、画像制御部２２３２にて所定の画像データ処理が実施された画像を模式的に示す図である。具体的に、図２は、画像制御部２２３２による所定の画像データ処理により、液晶ライトバルブ２１２に形成される光学像、すなわち、スクリーンＳｃ上に拡大投射される投影画像を模式的に示す図である。
また、画像制御部２２３２は、信号入力部２２３１から出力されたデジタル画像データに対して、液晶ライトバルブ２１２における画像形成領域のうち、一部の領域（例えば、４つ程度の画素で構成された領域）を常に所定の階調値とする画像データ処理を実行する。本実施形態では、画像制御部２２３２は、前記一部の領域を常に最大輝度値（白表示）とする画像データ処理を実行する。そして、画像制御部２２３２による前記画像データ処理により、スクリーンＳｃ上に拡大投射される投影画像Ｆｇには、図２に示すように、下方側の角隅部分の矩形領域Ａｒ１が常に所定の階調値（本実施形態では、白表示）となる。
【００３０】
なお、画像制御部２２３２は、図１に示すように、上述した各画像データ処理を実施する際の記憶領域としてフレームメモリＦＭを有している。このフレームメモリＦＭは、入力したデジタル画像データをバッファリングする部分であり、画面毎（フレーム毎）の画像データを順次、記憶する。
そして、画像制御部２２３２は、フレームメモリＦＭに記憶されたデジタル画像データ（上記各画像データ処理が実施されたデジタル画像データ）を、所定のタイミング（例えば、入力した画像信号に含まれる同期信号に応じたタイミング）で、パネル駆動部２２３３に送出する。
【００３１】
パネル駆動部２２３３は、画像制御部２２３２のフレームメモリＦＭから送出されるデジタル画像データから液晶ライトバルブ２１２を駆動するための駆動信号を生成し、液晶ライトバルブ２１２に駆動信号を出力することで、液晶ライトバルブ２１２に光学像（画像制御部２２３２にて処理されたデジタル画像データに基づく画像）を形成させる。
【００３２】
音声情報処理部２２４は、主制御部２２１からの制御指令にしたがって、入力した音声情報（音声信号）に対して所定の処理を施し、処理を施した音声情報に基づいて、光源装置２１１を駆動制御する。この音声情報処理部２２４は、図１に示すように、Ａ／Ｄコンバータ２２４１と、音声情報変調部２２４２と、光源駆動制御部２２４３とを備える。
Ａ／Ｄコンバータ２２４１は、外部から入力される音声信号をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換した音声信号（デジタル音声データ）を音声情報変調部２２４２に出力する。
音声情報変調部２２４２は、Ａ／Ｄコンバータ２２４１から出力されるデジタル音声データに対して、予め設定された変調処理（符号化処理）を実施し、変調したデジタル音声データ（以下、変調音声データ（変調音声情報））を光源駆動制御部２２４３に出力する。
【００３３】
光源駆動制御部２２４３は、光源装置２１１を構成する前記光源駆動回路に所定の制御信号を出力して、前記ＬＥＤ素子に所定の電力を供給させ、光源装置２１１を駆動制御する。より具体的に、光源駆動制御部２２４３は、音声情報変調部２２４２から出力される変調音声データに基づいて、前記光源駆動回路に所定の制御信号を出力して、前記ＬＥＤ素子に供給される電力を変動させる電力変動制御を実施する。なお、光源駆動制御部２２４３は、光源装置２１１を構成する３つのＬＥＤモジュールに対して、上述した電力変動制御をそれぞれ実施するものである。
そして、光源駆動制御部２２４３は、変調音声データに基づいて電力変動制御を実施することで、前記ＬＥＤ素子の発光状態を変更し、光源装置２１１から射出される光束（プロジェクタ２からスクリーンＳｃ上に拡大投射される光束）に変調音声データを重畳させている。
【００３４】
〔音声再生装置の構成〕
音声再生装置３は、スクリーンＳｃ上の投影画像に応じた音声をスピーカＳｐ１，Ｓｐ２から発生させるものであり、プロジェクタ２とは離間した位置にプロジェクタ２から独立した状態で配設されている。この音声再生装置３は、図１に示すように、受光素子３１と、音声再生装置本体３２等を備える。
受光素子３１は、例えば、フォトダイオード等で構成され、プロジェクタ２からスクリーンＳｃ上に拡大投射される光束を受光して電気信号に変換して音声再生装置本体３２に出力する。本実施形態では、受光素子３１は、スクリーンＳｃ上に拡大投射される投影画像Ｆｇにおいて矩形領域Ａｒ１の光束を受光可能な位置（スクリーンＳｃにおける下方側の１つの角隅部分近傍）に配設されている。
【００３５】
音声再生装置本体３２は、受光素子３１から出力される電気信号に基づいて、元の音声データ（デジタル音声データ）を生成し、生成したデジタル音声データに基づく音声をスピーカＳｐ１，Ｓｐ２に発生させる。この音声再生装置本体３２は、図１に示すように、音声情報復調部３２１と、音声制御部３２２とを備える。
音声情報復調部３２１は、受光素子３１から出力される電気信号を所定のタイミングで入力（取得）し、取得した電気信号に基づいて、プロジェクタ２からスクリーンＳｃ上に拡大投射される光束に重畳された変調音声データを認識する。そして、音声情報復調部３２１は、認識した変調音声データに対して、予め設定された復調処理（復号化処理）を実施し、元のデジタル音声データを生成する。
音声制御部３２２は、音声情報復調部３２１にて生成されたデジタル音声データに基づく音声をスピーカＳｐ１，Ｓｐ２に発生させるものであり、図１に示すように、音声情報復調部３２１にて生成されたデジタル音声データをＤ／Ａ変換し、Ｄ／Ａ変換した音声信号を出力するＤ／Ａコンバータ３２２１と、Ｄ／Ａコンバータ３２２１にてＤ／Ａ変換された音声信号を増幅してスピーカＳｐ１，Ｓｐ２に出力するアンプ３２２２とを備える。
【００３６】
〔音声再生方法〕
次に、上述したプロジェクションシステム１を利用した音声再生方法を図面に基づいて説明する。
図３および図４は、音声再生方法を説明するフローチャートである。具体的に、図３は、プロジェクタ２による処理を示すフローチャートである。図４は、音声再生装置３による処理を示すフローチャートである。
図５は、音声再生方法を説明するための図である。具体的に、図５（Ａ）は、プロジェクタ２にて変調された変調音声データの一例を示す図である。図５（Ｂ）は、プロジェクタ２にて実施される電力変動制御時での前記ＬＥＤ素子に供給される電力波形の一例を示す図である。図５（Ｃ）は、音声再生装置３における受光素子３１から出力される電気信号の取得タイミングの一例を示す図である。
プロジェクタ２において、外部から画像信号、および該画像信号に応じた音声信号が入力されると（ステップＳ１）、主制御部２２１は、メモリ２２２に記憶された制御プログラムを読み出し、該制御プログラムにしたがって、画像情報処理部２２３および音声情報処理部２２４に所定の制御指令を出力し、画像情報処理部２２３および音声情報処理部２２４に以下の処理を実行させる。
【００３７】
先ず、画像情報処理部２２３において、画像制御部２２３２は、信号入力部２２３１を介して出力されるデジタル画像データに対して、上述した各種画像データ処理を施す（ステップＳ２）。
ステップＳ２の後、画像制御部２２３２は、フレームメモリＦＭから、上述した各種画像データ処理を施したデジタル画像データを、所定のタイミングで、パネル駆動部２２３３に送出する（ステップＳ３）。
ステップＳ３の後、パネル駆動部２２３３は、フレームメモリＦＭから送出されるデジタル画像データに応じた駆動信号を生成し、液晶ライトバルブ２１２に出力し、液晶ライトバルブ２１２に前記デジタル画像データに応じた光学像を形成させる。そして、プロジェクタ２から光学像がスクリーンＳｃ上に拡大投射されることで、前記デジタル画像データに応じた投影画像が表示される（ステップＳ４）。
【００３８】
一方、音声情報処理部２２４においては、以下の処理（ステップＳ５，Ｓ６）を実行する。なお、図３では、説明の便宜上、以下の処理を、ステップＳ４の後に実施される形で図示しているが、以下の処理は、上述したステップＳ２〜Ｓ４と略同時に実施されるものである。
先ず、音声情報変調部２２４２は、Ａ／Ｄコンバータ２２４１を介して出力されるデジタル音声データに対して、予め設定された変調処理を実施する（ステップＳ５：音声情報変調ステップ）。そして、音声情報変調部２２４２は、変調音声データを光源駆動制御部２２４３に出力する。
【００３９】
ステップＳ５の後、光源駆動制御部２２４３は、音声情報変調部２２４２から出力される変調音声データに基づいて、光源装置２１１を構成する３つのＬＥＤモジュールの各前記光源駆動回路に所定の制御指令を出力して、前記ＬＥＤ素子に供給される電力を変動させる電力変動制御を実施する（ステップＳ６：電力変動制御ステップ）。本実施形態では、光源駆動制御部２２４３は、図５に示すように、「０」、「１」に符号化された変調音声データに基づいて、所定の期間Ｔ毎に、前記ＬＥＤ素子に供給される電力をパルス幅変調（ＰＷＭ)により変動させる電力変動制御を実施する。
【００４０】
具体的に、光源駆動制御部２２４３は、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、符号化された変調音声データのうち「１」のビットの状態に対応して、所定の期間Ｔ、所定の駆動電力を前記ＬＥＤ素子に供給させて前記ＬＥＤ素子をＯＮさせる。言い換えれば、光源駆動制御部２２４３は、符号化された変調音声データのうち「１」のビットの状態に対応して、所定の期間Ｔ、デューティ比（前記ＬＥＤ素子を間欠点灯させる際の単位時間当りの点灯時間と、単位時間当りの消灯時間との比率）が１００％となるように前記ＬＥＤ素子を点灯させる。また、光源駆動制御部２２４３は、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、符号化された変調音声データのうち「０」のビットの状態に対応して、所定の期間Ｔ１（例えば、期間Ｔの９５％に相当する期間）、所定の駆動電力を前記ＬＥＤ素子に供給させて前記ＬＥＤ素子をＯＮさせた後、所定の期間Ｔ２（例えば、期間Ｔの５％に相当する期間）、前記ＬＥＤ素子に電力を供給させずに前記ＬＥＤ素子をＯＦＦさせる。言い換えれば、光源駆動制御部２２４３は、符号化された変調音声データのうち「０」のビットの状態に対応して、所定の期間Ｔ、デューティ比が例えば９５％となるように前記ＬＥＤ素子を間欠点灯させる。
【００４１】
なお、上述した期間Ｔとしては、例えば、以下の期間を採用できる。
例えば、変調音声データがDVD-Videoと同等のデジタルデータ（48kHzサンプリング、16bit、２チャネル）である場合には、Ｔ＝0.16nsecである。
また、例えば、変調音声データがCD(Compact Disc)と同等のデジタルデータ（44.1kHzサンプリング、16bit、２チャネル）である場合には、Ｔ＝0.17nsecである。
さらに、例えば、変調音声データがMP3に変換したデータ（ビットレート：128kbps、２チャネルの場合）である場合には、Ｔ＝3.9μsecである。
そして、上述した種々の期間Ｔは、予め設定、あるいは、設定変更可能にメモリ２２２に記憶され、光源駆動制御部２２４３は、メモリ２２２に記憶された期間Ｔを読み出し、上述した電力変動制御を実施する。
【００４２】
そして、ステップＳ６における光源駆動制御部２２４３の電力変動制御（ＰＷＭ）により、ステップＳ４において、プロジェクタ２からスクリーンＳｃ上に拡大投射される光束に変調音声データが重畳されることとなる。
【００４３】
また、音声再生装置３においては、受光素子３１は、プロジェクタ２からスクリーンＳｃ上に拡大投射される投影画像Ｆｇにおいて矩形領域Ａｒ１の光束を受光して電気信号に変換して出力する（ステップＳ７：受光ステップ）。
ステップＳ７の後、音声情報復調部３２１は、受光素子３１から出力される電気信号を所定のタイミングで取得し、取得した電気信号に基づいて、元のデジタル音声データを生成する（ステップＳ８：音声情報復調ステップ）。本実施形態では、音声情報復調部３２１は、図５に示すように、スクリーンＳｃ上に拡大投射される光束への変調音声データの「０」のビットの重畳タイミングに同期して、上述した期間Ｔと同一の期間Ｔ毎に受光素子３１から出力される電気信号を取得する。
【００４４】
具体的に、音声情報復調部３２１は、図５に示すように、スクリーンＳｃ上に拡大投射される光束に含まれる変調音声データが「１」のビットの状態の場合には、前記ＬＥＤ素子がＯＮ状態で受光素子３１にて受光された際の電気信号を取得し、受光素子３１からHighレベルの電気信号を取得する。また、音声情報復調部３２１は、図５に示すように、スクリーンＳｃ上に拡大投射される光束に含まれる変調音声データが「０」のビットの状態の場合には、前記ＬＥＤ素子がＯＦＦ状態で受光素子３１にて受光された際の電気信号を取得し、受光素子３１からLowレベルの電気信号を取得する。
すなわち、音声情報復調部３２１は、受光素子３１から取得した電気信号におけるHighまたはLowのレベルを認識することで、スクリーンＳｃ上に拡大投射される光束に含まれる変調音声データ（「１」または「０」のビットの状態）を認識する。そして、音声情報復調部３２１は、認識した変調音声データに対して、予め設定された復調処理を実施し、元のデジタル音声データを生成する。
【００４５】
ステップＳ８の後、音声制御部３２２は、音声情報復調部３２１にて生成されたデジタル音声データをＤ／Ａ変換し、Ｄ／Ａ変換した音声信号を増幅してスピーカＳｐ１，Ｓｐ２に出力し、スピーカＳｐ１，Ｓｐ２から音声を発生させる（ステップＳ９：音声制御ステップ）。
【００４６】
上述した第１実施形態によれば、以下の効果がある。
本実施形態によれば、光源駆動制御部２２４３による電力変動制御により、光源装置２１１から射出される光束に音声データ（変調音声データ）を重畳させ、すなわち、プロジェクタ２からスクリーンＳｃ上に拡大投射される光束に音声データ（変調音声データ）を重畳させて音声再生装置３に伝送しているので、画像信号および音声信号を出力する外部機器と音声再生装置３とを音響用配線で接続する必要がない。また、光源駆動制御部２２４３による電力変動制御により、投影画像を形成するための光源となる光源装置２１１から射出される光束に音声データ（変調音声データ）を重畳させているので、従来のように別途、発光装置を設ける必要がなく、プロジェクタ２の構造の簡素化が図れ、ひいては、プロジェクションシステム１の構造の簡素化が図れる。
【００４７】
ところで、光源駆動制御部２２４３による電力変動制御として、例えば、前記ＬＥＤ素子に電力を供給させて点灯させる状態、前記ＬＥＤ素子に電力を供給せずに消灯させる状態、すなわち、前記ＬＥＤ素子のＯＮ／ＯＦＦによって光源装置２１１から射出される光に音声データ（変調音声データ）を重畳させる構成（例えば、前記ＬＥＤ素子のＯＮにより符号化された変調音声データの「１」のビットの状態を表し、前記ＬＥＤ素子のＯＦＦにより符号化された変調音声データの「０」のビットの状態を表す構成）とした場合には、以下の問題が生じる恐れがある。
すなわち、前記ＬＥＤ素子が点灯および消灯を繰り返すこととなり、スクリーンＳｃ上に表示される投影画像に人間の目で認識可能な輝度変化が生じてしまう。このため、投影画像を観賞する観賞者に不快感を与えてしまう。
また、表示させるべき画像があるが音声が無いような場合には、音声データ（変調音声データ）に基づいて電力変動制御を実施するため、前記ＬＥＤ素子を消灯させてしまい、表示させるべき投影画像を表示させることができない。
【００４８】
本実施形態では、光源駆動制御部２２４３は、パルス幅変調により電力変動制御を実施する。すなわち、光源駆動制御部２２４３は、変調音声データに基づいて、２種類のデューティ比、１００％のデューティ比、９５％のデューティ比を利用して、パルス幅変調により電力変動制御を実施して前記ＬＥＤ素子から射出される光束に音声データ（変調音声データ）を重畳させる。このことにより、スクリーンＳｃ上に表示される投影画像に生じる輝度変化を人間の目では認識できない程度に小さくでき、投影画像を観賞する観賞者に不快感を与えることがない。また、表示させるべき画像があるが音声が無いような場合であっても、前記ＬＥＤ素子を消灯させることなく表示させるべき投影画像を表示させることができる。
【００４９】
また、光源駆動制御部２２４３は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光を射出する各ＬＥＤモジュールに対して、電力変動制御を実施するので、例えば、３つのＬＥＤモジュールのうちいずれかのＬＥＤモジュールに対してのみ電力変動制御を実施する構成と比較して、投影画像における色のバランスを崩すことなく、投影画像を良好に表示できる。
【００５０】
ところで、画像制御部２２３２が上述したように一部の矩形領域Ａｒ１が所定の階調値となるように液晶ライトバルブ２１２を駆動制御しない場合には、受光素子３１は、例えば、投影画像内における階調値（輝度値）が異なる各画素の光束を受光することとなる。また、投影画像として動画を表示させている場合には、画面毎に階調値（輝度値）が異なることとなり、受光素子３１は、画面毎に階調値が異なる光束を順次、受光することとなる。このような場合には、受光素子３１から出力される電気信号のレベル(High,Low)が不安定なものとなり、音声情報復調部３２１にて、受光素子３１から出力される電気信号に基づいて、変調音声データを認識することが難しい。このため、音声再生装置３にて音声データに基づく音声をスピーカＳｐ１，Ｓｐ２に良好に発生させることが難しい。
【００５１】
本実施形態では、画像制御部２２３２は、液晶ライトバルブ２１２における画像形成領域のうち、一部の矩形領域Ａｒ１が所定の階調値となるように液晶ライトバルブ２１２を駆動制御する。また、受光素子３１は、一部の矩形領域Ａｒ１の光束を受光可能な位置に配設されている。このことにより、一部の矩形領域Ａｒ１が所定の階調値となっているので、一部の矩形領域Ａｒ１内において、輝度分布が略均一化された状態となり、受光素子３１は、輝度の略均一化した一部の矩形領域Ａｒ１の光束を受光できる。また、投影画像として動画を表示させている場合であっても、一部の矩形領域Ａｒ１では、所定の階調値となるように制御されているので、画面毎に階調値が異なることがなく、受光素子３１は、常に輝度の略均一化した一部の矩形領域Ａｒ１の光束を受光できる。このため、受光素子３１から出力される電気信号のレベル（High,Low）が安定し、音声情報復調部３２１にて、受光素子３１から出力される電気信号に基づいて、変調音声データを容易にかつ高精度に認識できる。したがって、音声再生装置３にて音声データに基づく音声をスピーカＳｐ１，Ｓｐ２に良好に発生させることができる。
【００５２】
ここで、画像制御部２２３２Ａは、一部の矩形領域Ａｒ１が最大階調値（白表示）となるように液晶ライトバルブ２１２を駆動制御している。このことにより、受光素子３１から出力される電気信号の各レベル(High,Low)の差が明確なものとなり、音声情報復調部３２１にて、受光素子３１から出力される電気信号に基づいて、変調音声データをさらに容易にかつ高精度に認識できる。
【００５３】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図６は、第２実施形態におけるプロジェクションシステム１Ａの概略構成を示すブロック図である。
本実施形態では、前記第１実施形態に対して、プロジェクタ２Ａにおいて、タイミング制御情報記憶部としてのメモリ２２２Ａ内部に制御プログラムの他、予め、プロジェクタ２ＡにてスクリーンＳｃ上に拡大投射する投影画像の表示タイミングと、音声再生装置３によりスピーカＳｐ１，Ｓｐ２から発生させる音声の発生タイミングとを合わせるためのタイミング制御情報を記憶させている点が異なる。また、本実施形態では、プロジェクタ２Ａにおいて、画像情報処理部２２３Ａを構成する画像制御部２２３２Ａは、前記第１実施形態で説明した画像制御部２２３２とは異なり、フレームメモリＦＭに記憶されたデジタル画像データ（各種画像データ処理を実施したデジタル画像データ）を、メモリ２２２Ａに記憶されたタイミング制御情報に基づくタイミングで、パネル駆動部２２３３に送出する。その他の機能および構成は、前記第１実施形態と同様のものである。
【００５４】
図７は、タイミング制御情報を生成するためのタイミング制御情報生成システム１００の一例を示すブロック図である。
タイミング制御情報を生成する際には、例えば、図７に示すタイミング制御情報生成システム１００を用いる。
このタイミング制御情報生成システム１００は、図７に示すように、プロジェクタ２Ａと、音声再生装置３と、タイミング制御情報生成装置４とを備える。なお、タイミング制御情報生成システム１００を利用する際には、プロジェクタ２Ａにおいて、メモリ２２２Ａには、タイミング制御情報が記憶されていない状態（前記第１実施形態で説明したプロジェクタ２と同様の状態）とする。
【００５５】
タイミング制御情報生成装置４は、プロジェクタ２Ａに画像信号が入力された後、プロジェクタ２Ａにて画像信号が処理されスクリーンＳｃ上に前記画像信号に基づく投影画像が表示されるまでの画像表示時間と、プロジェクタ２Ａに前記画像信号に応じた音声信号が入力された後、プロジェクタ２Ａにて音声信号が処理され、さらに、音声再生装置３によりスピーカＳｐ１，Ｓｐ２から前記音声信号に基づく音声が発生されるまでの音声発生時間との時間差を測定し、測定した時間差に基づいてタイミング制御情報を生成する。すなわち、タイミング制御情報生成装置４は、プロジェクタ２Ａ内での画像信号の処理と音声信号の処理とに掛かる各時間の差や、音声再生装置３での音声信号の処理に掛かる時間等により、画像信号に基づく投影画像の表示タイミングと、前記画像信号に応じた音声信号に基づく音声の発声タイミングとの時間のずれ（時間差）を算出し、該時間差に基づいてタイミング制御情報を生成するものである。このタイミング制御情報生成装置４は、図７に示すように、受光素子４１と、マイクロフォン４２と、パーソナルコンピュータ４３（以下、ＰＣ４３）とを備える。
【００５６】
受光素子４１は、音声再生装置３を構成する受光素子３１と同様の構成を有し、受光素子３１と同様に、プロジェクタ２ＡからスクリーンＳｃ上に拡大投射される光束を受光して電気信号に変換してＰＣ４３に出力する。本実施形態では、受光素子４１は、受光素子３１と同様に、スクリーンＳｃ上に拡大投射される投影画像Ｆｇにおいて矩形領域Ａｒ１の光束を受光可能な位置（スクリーンＳｃ上において下方側の１つの角隅部分近傍）に配設されている。なお、受光素子４１の配設位置は、上述した位置に限らず、その他の位置に配設してもよい。
マイクロフォン４２は、スピーカＳｐ１，Ｓｐ２から発生される音声（音波）を受けてこれを電気信号に変換してＰＣ４３に出力する。
【００５７】
ＰＣ４３は、ＣＰＵおよびハードディスクを備えた一般的なパーソナルコンピュータで構成され、所定のインターフェースを介して画像信号および音声信号をプロジェクタ２Ａに出力可能に接続するとともに、受光素子４１およびマイクロフォン４２と電気的に接続する。そして、ＰＣ４３は、種々のハードウェアをテスト信号出力部４３１、画像表示時間算出部４３２、音声発生時間算出部４３３、およびタイミング制御情報生成部４３４として機能させるコンピュータプログラムを備えている。
【００５８】
テスト信号出力部４３１は、タイミング制御情報を生成するためのテスト用の画像信号および音声信号をプロジェクタ２Ａに同時に出力する。具体的に、テスト用の画像信号および音声信号としては、時間軸上の位置を認識可能とする認識信号（本実施形態では、同期信号）を重畳させた画像信号、および前記認識信号（本実施形態では、同期信号）を重畳させた音声信号である。
【００５９】
画像表示時間算出部４３２は、プロジェクタ２Ａにテスト用の画像信号が入力された後、プロジェクタ２Ａにてテスト用の画像信号が処理され、スクリーンＳｃ上に前記テスト用の画像信号に基づく投影画像が表示されるまでの画像表示時間を算出する。
具体的に、画像表示時間算出部４３２は、テスト信号出力部４３１からプロジェクタ２Ａにテスト用の画像信号が出力された時点から、タイマ等にて時間の計測を開始する。また、画像表示時間算出部４３２は、受光素子４１から出力される電気信号を常時、監視し、プロジェクタ２Ａにて前記第１実施形態で説明したステップＳ１〜Ｓ４が実行されてプロジェクタ２ＡからスクリーンＳｃ上に拡大投射される光束が受光素子４１に受光され、受光素子４１から出力される電気信号に前記認識信号が含まれているか否かを認識する。ここで、画像表示時間算出部４３２は、受光素子４１から出力される電気信号に前記認識信号が含まれていると認識した場合に、タイマ等による時間の計測を終了する。そして、画像表示時間算出部４３２は、タイマ等にて計測された時間を画像表示時間とする。
【００６０】
音声発生時間算出部４３３は、プロジェクタ２Ａにテスト用の音声信号が入力された後、プロジェクタ２Ａにてテスト用の音声信号が処理され、さらに、音声再生装置３によりスピーカＳｐ１，Ｓｐ２から前記テスト用の音声信号に基づく音声が発生されるまでの音声発生時間を算出する。
具体的に、音声発生時間算出部４３３は、テスト信号出力部４３１からプロジェクタ２Ａにテスト用の音声信号が出力された時点から、タイマ等にて時間の計測を開始する。また、音声発生時間算出部４３３は、マイクロフォン４２から出力される電気信号を常時、監視し、プロジェクタ２Ａにて前記第１実施形態で説明したステップＳ５，Ｓ６が実行されてテスト用の音声信号が処理され、さらに、音声再生装置３にて前記第１実施形態で説明したステップＳ７〜Ｓ９が実行されてスピーカＳｐ１，Ｓｐ２から出力される音声がマイクロフォン４２に検出され、マイクロフォン４２から出力される電気信号に前記認識信号が含まれているか否かを認識する。ここで、音声発生時間算出部４３３は、マイクロフォン４２から出力される電気信号に前記認識信号が含まれていると認識した場合に、タイマ等による時間の計測を終了する。そして、音声発生時間算出部４３３は、タイマ等にて計測された時間を音声発生時間とする。
【００６１】
タイミング制御情報生成部４３４は、画像表示時間算出部４３２にて算出された画像表示時間と、音声発生時間算出部４３３にて算出された音声発生時間との時間差、すなわち、テスト用の画像信号に基づく投影画像の表示タイミングとテスト用の音声信号に基づく音声の発生タイミングとの時間のずれ（時間差）を算出し、該時間差に基づいて、タイミング制御情報を生成する。
具体的に、通常、プロジェクションシステム１Ａの構成では、表示タイミングに対して音声の発生タイミングが遅れるものである。このため、タイミング制御情報生成部４３４は、算出した時間差に基づいて、プロジェクションシステム１Ａにおける表示タイミングを遅延させるタイミング制御情報を生成する。本実施形態では、タイミング制御情報生成部４３４は、算出した時間差に相当するフレーム数を算出し、画像制御部２２３２Ａによるデジタル画像データの送出タイミングを前記算出したフレーム数分、遅延させるタイミング制御情報を生成する。
【００６２】
そして、プロジェクションシステム１Ａの出荷前等において、作業者は、タイミング制御情報生成システム１００を利用して生成されたタイミング制御情報を、プロジェクタ２Ａを構成するメモリ２２２Ａに予め記憶させておく。
【００６３】
なお、本実施形態におけるプロジェクションシステム１Ａを利用した音声再生方法は、前記第１実施形態で説明した音声再生方法と略同様である。異なる点は、以下の通りである。
すなわち、ステップＳ３において、画像制御部２２３２Ａは、メモリ２２２Ａに記憶されたタイミング制御情報（送出タイミングを遅延させるためのフレーム数に関するデータ）に基づいて、フレームメモリＦＭにタイミング制御情報に基づくフレーム数分、デジタル画像データがバッファリングされた後、フレームメモリＦＭからデジタル画像データをパネル駆動部２２３３に順次、送出する。そして、ステップＳ４において、プロジェクタ２ＡからスクリーンＳｃ上に拡大投射される投影画像は、タイミング制御情報に基づくフレーム数分、遅延して表示されることとなる。
【００６４】
上述した第２実施形態においては、前記第１実施形態と同様の効果の他、以下の効果がある。
本実施形態では、メモリ２２２Ａに、表示タイミングと発生タイミングとを合わせるためのタイミング制御情報が予め記憶されている。また、画像制御部２２３２Ａは、タイミング制御情報に基づいて、フレームメモリＦＭからパネル駆動部２２３３に送出されるデジタル画像データの送出タイミングを変更する。このことにより、プロジェクタ２ＡからスクリーンＳｃ上に拡大投射される投影画像の表示タイミングを所定時間（所定のフレーム数分）、遅延させて、表示タイミングと発生タイミングとを合わせることができる。したがって、プロジェクションシステム１Ａを利用する観賞者に不快感を与えることがない。
【００６５】
また、受光素子４１、マイクロフォン４２、およびＰＣ４３を有するタイミング制御情報生成装置４を用いることで、タイミング制御情報を簡単な構成で容易に生成できる。
さらに、メモリ２２２Ａに予めタイミング制御情報を記憶させておくことで、プロジェクタ２Ａや音声再生装置３に別途、表示タイミングおよび発生タイミングを合わせるための制御構造を設ける必要がなく、画像制御部２２３２Ａがタイミング制御情報に基づいて送出タイミングを遅延させる簡単な処理で、表示タイミングおよび発生タイミングを合わせることができる。
【００６６】
[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図８は、第３実施形態におけるプロジェクションシステム１Ｂの概略構成を示すブロック図である。
本実施形態では、前記第１実施形態に対して、音声再生装置３Ｂにおいて、受光素子として、複数（本実施形態では２つ）の受光素子３１Ｂ１，３１Ｂ２を設けている点が異なる。また、本実施形態では、前記第１実施形態に対して、受光素子を複数設けたことに伴い、音声再生装置本体３２Ｂにおける受光素子３１Ｂ１，３１Ｂ２からの電気信号の処理機能を異なるものとしている。さらに、本実施形態では、プロジェクタ２Ｂにおいて、画像情報処理部２２３Ｂを構成する画像制御部２２３２Ｂは、前記第１実施形態で説明した画像制御部２２３２とは異なり、受光素子が複数設けられていることに伴い、信号入力部２２３１から出力されたデジタル画像データに対して、液晶ライトバルブ２１２における画像形成領域のうち、一部の複数（本実施形態では２つ）の各領域を常に所定の階調値とする画像データ処理を実行する。その他の機能および構成は、前記第１実施形態と同様のものである。
【００６７】
図９は、画像制御部２２３２Ｂにて所定の画像データ処理が実施された画像を模式的に示す図である。具体的に、図９は、画像制御部２２３２Ｂによる所定の画像データ処理により、液晶ライトバルブ２１２に形成される光学像、すなわち、スクリーンＳｃ上に拡大投射される投影画像を模式的に示す図である。
画像制御部２２３２Ｂは、前記第１実施形態で説明した各種の画像データ処理を実施する機能の他、信号入力部２２３１から出力されたデジタル画像データに対して、前記一部の２つの各領域を常に最大輝度値（白表示）とする画像データ処理を実施する機能を有する。そして、画像制御部２２３２Ｂによる前記画像データ処理により、スクリーンＳｃ上に拡大投射される投影画像Ｆｇには、図９に示すように、下方側の各角隅部分の矩形領域Ａｒ１，Ａｒ２が常に所定の階調値（本実施形態では、白表示）となる。
【００６８】
受光素子３１Ｂ１，３１Ｂ２は、前記第１実施形態で説明した受光素子３１と同様の構成を有し、受光素子３１と同様にプロジェクタ２ＡからスクリーンＳｃ上に拡大投射される光束をそれぞれ受光して電気信号に変換して音声再生装置本体３２Ｂに出力する。本実施形態では、受光素子３１Ｂ１，３１Ｂ２は、スクリーンＳｃ上に拡大投射される投影画像Ｆｇにおいて各矩形領域Ａｒ１，Ａｒ２の光束を受光可能な位置（スクリーンＳｃにおける下方側の各角隅部分近傍）に配設されている。
【００６９】
音声再生装置本体３２Ｂは、各受光素子３１Ｂ１，３１Ｂ２から出力される電気信号に基づいて、元の音声データ（デジタル音声データ）を生成し、生成したデジタル音声データに基づく音声をスピーカＳｐ１，Ｓｐ２に発生させる。この音声再生装置本体３２Ｂは、前記第１実施形態で説明した音声制御部３２２の他、音声情報復調部３２１Ｂを備える。
音声情報復調部３２１Ｂは、各受光素子３１Ｂ１，３１Ｂ２から出力される電気信号を所定のタイミングで取得し、取得した電気信号を処理する。例えば、音声情報復調部３２１Ｂは、論理和回路を有し、受光素子３１Ｂ１，３１Ｂ２のいずれか一方あるいは両方からの電気信号がHighレベルであるときはHighレベルの電気信号として認識し、受光素子３１Ｂ１，３１Ｂ２の両方からの電気信号がLowレベルであるときはLowレベルの電気信号として認識する。この後、音声情報復調部３２１Ｂは、前記第１実施形態で説明した音声情報復調部３２１と同様に、受光素子３１Ｂ１，３１Ｂ２からの各電気信号に基づいて認識したHighまたはLowレベルによって、スクリーンＳｃ上に拡大投射される光束に含まれる変調音声データ（「１」または「０」のビットの状態）を認識する。そして、音声情報復調部３２１Ｂは、前記第１実施形態で説明した音声情報復調部３２１と同様に、認識した変調音声データに対して、予め設定された復調処理（復号化処理）を実施し、元のデジタル音声データを生成する。
【００７０】
なお、本実施形態におけるプロジェクションシステム１Ｂを利用した音声再生方法は、前記第１実施形態で説明した音声再生方法に対して、音声情報復調部３２１Ｂによる各受光素子３１Ｂ１，３１Ｂ２からの電気信号のレベルの認識方法が異なるのみである。
【００７１】
上述した第３実施形態においては、前記第１実施形態と同様の効果の他、以下の効果がある。
例えば、前記第１実施形態のように、所定の階調値となるように制御する一部の矩形領域Ａｒ１を１つのみとし、かつ、受光素子３１を単体で構成した場合には、プロジェクタ２からスクリーンＳｃ上に拡大投射され受光素子３１に進む光束が遮蔽物（例えば、人）により遮蔽されると、受光素子３１にて光束（変調音声データ）を受光することができず、音声再生装置３にて音声データに基づく音声をスピーカＳｐ１，Ｓｐ２から発生させることができない。
本実施形態では、画像制御部２２３２Ｂは、液晶ライトバルブ２１２における画像形成領域のうち、一部の２つの矩形領域Ａｒ１，Ａｒ２が所定の階調値となるように液晶ライトバルブ２１２を駆動制御する。また、受光素子は、２つの受光素子３１Ｂ１，３１Ｂ２で構成され、各矩形領域Ａｒ１，Ａｒ２の光束をそれぞれ受光可能な位置に配設されている。このことにより、プロジェクタ２ＢからスクリーンＳｃ上に拡大投射され、２つの受光素子３１Ｂ１，３１Ｂ２のうちいずれかの受光素子に進む光束が遮蔽物（例えば、人）により遮蔽された場合であっても、２つの受光素子３１Ｂ１，３１Ｂ２のうち他の受光素子にて光束（変調音声データ）を受光することができる。したがって、音声再生装置３Ｂにて音声データに基づく音声をスピーカＳｐ１，Ｓｐ２に良好に発生させることができる。
【００７２】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態では、固体発光素子として、ＬＥＤ素子を採用していたが、これに限らず、レーザダイオード、有機ＥＬ素子、シリコン発光素子等の各種固体発光素子を採用しても構わない。
【００７３】
図１０および図１１は、前記各実施形態の変形例を示す図である。具体的に、図１０（Ａ），図１１（Ａ）は、プロジェクタにて変調された変調音声データの一例を示す図である。図１０（Ｂ），図１１（Ｂ）は、プロジェクタにて実施される電力変動制御時での前記ＬＥＤ素子に供給される電力波形の一例を示す図である。図１０（Ｃ）は、音声再生装置における受光素子から出力される電気信号の取得タイミングの一例を示す図である。
前記各実施形態では、光源駆動制御部２２４３は、変調音声データに基づいて、パルス幅変調により電力変動制御を実施していたが、前記ＬＥＤ素子に供給される電力を変動する制御であれば、他の制御方法を採用しても構わない。
【００７４】
例えば、図１０に示すように、光源駆動制御部がＡＳＫによる電力変動制御を実施するように構成しても構わない。具体的に、光源駆動制御部は、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、符号化された変調音声データのうち「１」のビットの状態に対応して、所定の期間（例えば、前記第１実施形態で説明した期間Ｔ）、第１の駆動電力を前記ＬＥＤ素子に供給させて前記ＬＥＤ素子をＯＮさせる。言い換えれば、光源駆動制御部は、符号化された変調音声データのうち「１」のビットの状態に対応して、所定の期間、最大振幅（前記ＬＥＤ素子に供給する電力の振幅）となる第１の駆動電力を前記ＬＥＤ素子に供給させて前記ＬＥＤ素子を点灯させる。また、光源駆動制御部は、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、符号化された変調音声データのうち「０」のビットの状態に対応して、前記所定の期間、第１の駆動電力に対して１００％未満（例えば、９５％程度）の駆動電力である第２の駆動電力を前記ＬＥＤ素子に供給させて前記ＬＥＤ素子をＯＮさせる。言い換えれば、光源駆動制御部は、符号化された変調音声データのうち「０」のビットの状態に対応して、所定の期間、振幅が最大振幅よりも小さい（例えば、最大振幅に対して９５％の振幅）第２の振幅となる第２の駆動電力を前記ＬＥＤ素子に供給させて前記ＬＥＤ素子を点灯させる。この際、音声情報復調部は、図１０（Ｃ）に示すように、上述した期間と同一の期間（例えば、前記第１実施形態で説明した期間Ｔ）毎に受光素子から出力される電気信号を取得する。そして、音声情報復調部は、前記各実施形態と同様に、受光素子から取得した電気信号におけるHighまたはLowのレベルを認識することで、スクリーンＳｃ上に拡大投射される光束に含まれる変調音声データ（「１」または「０」のビットの状態）を認識する。
【００７５】
また、例えば、図１１に示すように、光源駆動制御部がＦＳＫによる電力変動制御を実施するように構成しても構わない。具体的に、光源駆動制御部は、図１１に示すように、符号化された変調音声データのうち「１」のビットの状態に対応して、前記ＬＥＤ素子をＯＦＦさせる間隔Ｉ１を長くする。また、光源駆動制御部は、図１１に示すように、符号化された変調音声データのうち「０」のビットの状態に対応して、前記ＬＥＤ素子をＯＦＦさせる間隔Ｉ２を短くする。この際、音声情報復調部は、受光素子から出力される電気信号を常時、監視し、受光素子から出力されるLowレベルの電気信号の間隔が長い場合に、スクリーンＳｃ上に拡大投射される光束に含まれる変調音声データのビットの状態が「１」であると認識し、受光素子から出力されるLowレベルの電気信号の間隔が短い場合に、変調音声データのビットの状態が「０」であると認識する。
【００７６】
前記各実施形態において、音声再生方法は、図３および図４に示すフローに限らず、適宜、その処理および順序を変更しても構わない。
前記第２実施形態において、タイミング制御情報生成システム１００の構成は、前記第２実施形態で説明した構成に限らず、その他の構成を採用しても構わない。
前記第３実施形態では、一部の矩形領域Ａｒ１，Ａｒ２を２つとし、受光素子３１Ｂ１，３１Ｂ２を２つとしていたが、これに限らず、それぞれ３つ以上で構成しても構わない。
【００７７】
前記各実施形態では、光束入射面と光束射出面とが異なる透過型の液晶パネル（液晶ライトバルブ２１２）を用いていたが、光束入射面と光束射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
前記各実施形態では、光変調装置として液晶パネルを例示したが、入射光束を画像情報に応じて変調する光変調装置であれば、他の構成の光変調装置を採用してもよい。例えば、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いたプロジェクタにも、本発明を適用することが可能である。
前記各実施形態では、プロジェクションシステムとして、スクリーンを観察する方向から画像投射を行うフロントタイプのプロジェクタシステムとしていたが、本発明のプロジェクションシステムは、スクリーンを観察する方向とは反対側から画像投射を行うリアタイプのプロジェクションシステムとしても構わない。
【００７８】
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、音声信号を伝送する音響用配線を省略し、かつ、構造の簡素化が図れるため、プレゼンテーションやホームシアタに用いられるプロジェクションシステムに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】第１実施形態におけるプロジェクションシステムの概略構成を示すブロック図。
【図２】前記実施形態における画像制御部にて所定の画像データ処理が実施された画像を模式的に示す図。
【図３】前記実施形態における音声再生方法を説明するフローチャート。
【図４】前記実施形態における音声再生方法を説明するフローチャート。
【図５】前記実施形態における音声再生方法を説明するための図。
【図６】第２実施形態におけるプロジェクションシステムの概略構成を示すブロック図。
【図７】前記実施形態におけるタイミング制御情報を生成するためのタイミング制御情報生成システムの一例を示すブロック図。
【図８】第３実施形態におけるプロジェクションシステムの概略構成を示すブロック図。
【図９】前記実施形態における画像制御部にて所定の画像データ処理が実施された画像を模式的に示す図。
【図１０】前記各実施形態の変形例を示す図。
【図１１】前記各実施形態の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００８１】
１，１Ａ，１Ｂ・・・プロジェクションシステム、２，２Ａ・・・プロジェクタ、３，３Ｂ・・・音声再生装置、２２・・・制御装置、３１・・・受光素子、２１１・・・光源装置、２１２・・・液晶ライトバルブ（光変調装置）、２１３・・・投射光学装置、２２２Ａ・・・メモリ（タイミング制御情報記憶部）、２２３，２２３Ａ，２２３Ｂ・・・画像情報処理部、２２４・・・音声情報処理部、３２１・・・音声情報復調部、３２２・・・音声制御部、２２４２・・・音声情報変調部、２２４３・・・光源駆動制御部、Ｓｃ・・・スクリーン、Ｓｐ１，Ｓｐ２・・・スピーカ（発音体）、Ｓ５・・・音声情報変調ステップ、Ｓ６・・・電力変動制御ステップ、Ｓ７・・・受光ステップ、Ｓ８・・・音声情報復調ステップ、Ｓ９・・・音声制御ステップ。
【図１】
2008078904.tif 000003
【図２】
2008078904.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008078904.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2008078904.tif 000009
【図８】
2008078904.tif 000010
【図９】
2008078904.tif 000011
【図１０】
2008078904.tif 000012
【図１１】
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