(57)【要約】【課題】画像投射を中断することなく環境光を正確に測定でき、環境光が変化しても投射画像を高精度で補正することができるプロジェクタを提供する。【解決手段】スクリーンに画像を投射するプロジェクタ２０において、少なくとも光源および光源の点灯、消灯を制御する光源制御部を有した画像投射部１２０と、プロジェクタ２０の周辺またはスクリーンの明るさを測定する光センサ３０と、光センサ３０の出力をディジタル信号に変換し、所定の演算を施して測定データを求める測定信号処理部１４０と、測定データに基づいて入力画像信号を補正する画像信号処理部１１０と、所定の時間間隔で所定の時間幅のタイミング信号を発生するタイミング信号発生部１３０とを備え、光源制御部は、タイミング信号に同期して時間幅の間、光源を消灯するように制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンに画像を投射するプロジェクタにおいて、
少なくとも光源および前記光源の点灯、消灯を制御する光源制御部を有した画像投射部と、
前記プロジェクタの周辺または前記スクリーンの明るさを測定する光センサと、
前記光センサの出力をディジタル信号に変換し、所定の演算を施して測定データを求める測定信号処理部と、
前記測定データに基づいて入力画像信号を補正する画像信号処理部と、
所定の時間間隔で所定の時間幅のタイミング信号を発生するタイミング信号発生部とを備え、
前記光源制御部は、前記タイミング信号に同期して前記時間幅の間、前記光源を消灯するように制御することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記光センサは、前記タイミング信号の前記時間幅の間に明るさを測定することを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記光センサは、前記タイミング信号に同期して明るさを測定することを特徴とする請求項２記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記画像投射部は、前記光源への電力供給部を有し、前記測定データに基づいて前記光源へ供給する電力を変化させることによって投射光量を調整することを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記画像投射部は、前記光源と前記スクリーンとの間に電子的または機械的な絞り機構を有し、前記測定データに基づいて前記絞り機構の絞り量を変化させることによって投射光量を調整することを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記タイミング信号の前記時間間隔は可変であることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記タイミング信号の前記時間幅は可変であることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項８】
前記タイミング信号の前記時間幅の可変範囲が１０μｓｅｃ〜１ｍｓｅｃであることを特徴とする請求項７記載のプロジェクタ。
【請求項９】
前記明るさの測定および前記入力画像信号の補正をするか否かの指令を受け付ける入力手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項１０】
前記光センサおよび前記測定信号処理部は、前記プロジェクタの周辺または前記スクリーンの色を測定することを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項１１】
請求項１記載のプロジェクタを複数台備え、それぞれのプロジェクタの前記タイミング信号発生部は前記入力画像信号に同期して前記タイミング信号を発生するようにしたことを特徴とするプロジェクタシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器周辺光量の測定機能を備えたプロジェクタおよびプロジェクタシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像を投射して表示するプロジェクタは画像投射の方法によって、スクリーンに対して鑑賞者と同じ側から画像を投射するフロント投射型と、スクリーンに対して鑑賞者と反対側から画像を投射するリア投射型に分けられる。また、最近では大画面化の要望により、例えばイベント用ディスプレイとして上記プロジェクタを複数台組み合わせることにより大画面映像の表示を可能にする、いわゆるマルチビジョン装置が実用化されている。こうしたマルチビジョン装置には、画面を上下左右に連結して、連結部の継目を極力細くして目立たなくした、いわゆるＣＵＢＥタイプのものがある。
【０００３】
ところで近年、プロジェクタは高精細化が進み、色の再現性の向上がさらに求められるようになってきているが、プロジェクタの投射画像は、プロジェクタが設置されている部屋の照明や外光（以下、それらを「環境光」と記述する）等の影響により、プロジェクタ周辺や投射スクリーンの視環境が変化し、色再現性が劣化する。
【０００４】
そこで、投射画像の色再現性の劣化を防ぐ方法として、従来よりプロジェクタにＣＣＤカメラや照度センサ等を設置し、環境光を測定して、その測定した環境光に応じて投射画像のガンマ特性や色温度を調整する方法（例えば、特許文献１参照）や、同じく環境光に応じて投射光量を調整する方法（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−１２５１２５号公報
【特許文献２】特開２００４−２７９５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記各タイプのプロジェクタおよびそのシステムにおいて、プロジェクタに搭載された光センサを用いて環境光を測定する場合、光センサの位置や向きによってはプロジェクタから投射された光がスクリーンで反射し、その反射光が光センサに混入して正確な明るさが測定できない。そのため、光センサは、プロジェクタの投射光が直接的または間接的に入射しないように配置する必要があり、配置場所や向きが制限される。また、スクリーン周辺の明るさを光センサで測定しようとしても、プロジェクタが画像を投射していると、その画像の光を測定してしまい、正確な明るさが測定できない等の問題があった。
【０００６】
投射光の影響をなくすために、従来のように投射画像を一旦消して測定を行う方法もあるが、その場合は、ユーザーが測定の都度投射画像を停止する必要があるので、本来の画像表示を中断させてしまう。その上、環境光の明るさが変化するたびに測定する必要があるため、さらに余分な手間がかかる。
【０００７】
本発明は、これらの課題に鑑みなされたものであり、画像投射を中断することなく環境光を正確に測定でき、環境光が変化しても投射画像を高精度で補正することができるプロジェクタおよびプロジェクタシステムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明のプロジェクタは、スクリーンに画像を投射するプロジェクタにおいて、少なくとも光源および光源の点灯、消灯を制御する光源制御部を有した画像投射部と、プロジェクタの周辺またはスクリーンの明るさを測定する光センサと、光センサの出力をディジタル信号に変換し、所定の演算を施して測定データを求める測定信号処理部と、測定データに基づいて入力画像信号を補正する画像信号処理部と、所定の時間間隔で所定の時間幅のタイミング信号を発生するタイミング信号発生部とを備え、光源制御部は、タイミング信号に同期して時間幅の間、光源を消灯するように制御することを特徴とする。これにより、画像投射を中断することなく環境光を正確に測定でき、環境光が変化しても投射画像を高精度で補正することができる。
【０００９】
また本発明のプロジェクタは、光センサが、タイミング信号の時間幅の間に明るさを測定するようにしてもよい。これにより、タイミング信号の時間幅の間の任意の位置で測定すればよいので測定信号処理部を簡単に構成できる。
【００１０】
また本発明のプロジェクタは、光センサが、タイミング信号に同期して明るさを測定するようにしてもよい。これにより、測定毎に光源を消灯してから測定するまでの時間を一定にすることができるので測定精度が向上する。
【００１１】
また本発明のプロジェクタは、画像投射部が、光源への電力供給部を有し、測定データに基づいて光源へ供給する電力を変化させることによって投射光量を調整するようにしてもよい。これにより、環境光が変化しても簡単に投射画像の明るさを補正することができる。
【００１２】
また本発明のプロジェクタは、画像投射部が、光源とスクリーンとの間に電子的または機械的な絞り機構を有し、測定データに基づいて絞り機構の絞り量を変化させることによって投射光量を調整してもよい。これにより、環境光が変化しても簡単に投射画像の明るさを補正できるとともに、光源に高精度な光量調整機能が不要であり、安価な光源を利用できる。
【００１３】
また本発明のプロジェクタは、タイミング信号の時間間隔を可変にしてもよい。これにより、プロジェクタの使用環境に応じて最適な測定時間間隔を設定できる。
【００１４】
また本発明のプロジェクタは、タイミング信号の時間幅を可変にしてもよい。これにより、プロジェクタの使用環境に応じて最適な測定時間幅を設定できる。
【００１５】
また本発明のプロジェクタは、タイミング信号の時間幅の可変範囲を１０μｓｅｃ〜１ｍｓｅｃにしてもよい。これにより、投射画像にフリッカーを感じることなく正確な環境光を測定できる。
【００１６】
また本発明のプロジェクタは、明るさの測定および入力画像信号の補正をするか否かの指令を受け付ける入力手段をさらに備えてもよい。これにより、使用状況に合わせて投射画像の適切な補正が可能となる。
【００１７】
また本発明のプロジェクタは、光センサおよび測定信号処理部は、プロジェクタ周辺またはスクリーンの色を測定してもよい。これにより、投射画像の色を高精度に補正できる。
【００１８】
また本発明のプロジェクタシステムは、上記プロジェクタを複数台備え、それぞれのプロジェクタのタイミング信号発生部は入力画像信号に同期してタイミング信号を発生するようにしたことを特徴とする。これにより複数のプロジェクタ間で光源を消灯するタイミングを正確に合わすことができるので、投射光が他のプロジェクタの環境光の測定に影響を与えることがなく、正確な環境光を測定できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、画像投射を中断することなく環境光を正確に測定でき、環境光が変化しても投射画像を高精度で補正することができるプロジェクタおよびプロジェクタシステムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態に係るプロジェクタおよびプロジェクタシステムについて図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１、図２、図３は、本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタおよびプロジェクタシステムの概略構成図である。
【００２２】
図１、図２、図３において、１０はスクリーン、２０、２０ａ，２０ｂ，２０ｃはプロジェクタ、３０はプロジェクタ２０（以下、ＣＵＢＥタイプのプロジェクタ以外はプロジェクタ２０で代表する）周辺の明るさを測定する光センサ、４０はプロジェクタを内蔵するための筐体、５０は鑑賞者、６０はプロジェクタが設置されている部屋の照明である。投射型表示装置の一種であるプロジェクタ２０は、パソコン等から入力される画像信号に基づき、通常画像の一種であるプレゼンテーション用画像をスクリーン１０に投射表示する。それとともに、プロジェクタ２０は、搭載されている光センサ３０によってプロジェクタ２０周辺の明るさ、投射対象であるスクリーン１０や、スクリーン１０を通して入射した環境光を測定する。そして、測定した環境光に基づいて投射画像を補正し、環境光が変化しても投射画像が影響を受けないようにしている。本発明は環境光の測定方法に特徴があり、人間がほとんど感知できない程度に短い時間だけプロジェクタ２０の光源を消灯して、その間に上記光センサ３０で環境光を正確に測定するようにしたものである。
【００２３】
図１は、フロント投射型プロジェクタを用いたシステムの概略構成図である。スクリーン１０に対して鑑賞者５０と同じ側から画像を投射するものである。フロント投射型プロジェクタの場合、光センサ３０の位置や向きによっては画像投射中に投射光が直接に、またはスクリーン１０へ反射して光センサ３０へ入射するが、測定期間中にプロジェクタ２０の光源を消灯することにより、この影響を受けず正確な環境光の測定が可能となる。また、従来のように投射光の影響を避けるためにプロジェクタ２０や光センサ３０の配置場所や向きが制限されることがない。
【００２４】
図２は、リア投射型プロジェクタを用いたシステムの概略構成図である。スクリーン１０に対して鑑賞者５０と反対側から画像を投射するものである。リア投射型プロジェクタの場合、プロジェクタ２０本体と室内空間の間にスクリーン１０が存在する。画像投射中はこの投射画像が光センサ３０へ入射するが、測定期間中は光源を消灯するので投射画像が表示されず、正確な環境光の測定が可能となる。従来は、プロジェクタ２０の投射光がスクリーン１０で反射して光センサ３０に回り込むために光センサ３０を筐体４０の外に設置する必要があったが、この方法により、光センサ３０をプロジェクタ２０に内蔵でき、フロント投射型プロジェクタをそのままリア投射型プロジェクタとして使用することができるので、余分なコストをかけなくて済む。
【００２５】
図３は、リア投射型のＣＵＢＥタイププロジェクタを用いたシステムの概略構成図である。画面を上下左右に連結して、連結部の継目を極力細くして目立たなくした、いわゆるＣＵＢＥタイプのものであり、３台のプロジェクタ２０ａ、２０ｂ、２０ｃを搭載してマルチビジョン装置を構成した例である。筐体４０内に設置されたプロジェクタ２０ａ、２０ｂ、２０ｃから投射された画像がスクリーン１０に映し出される。ＣＵＢＥタイプのプロジェクタのように、スクリーン１０が巨大であるとプロジェクタ２０ａ、２０ｂ、２０ｃから出力される光量の合計が大きくなる。このような場合には、従来、光センサ３０を筐体４０の外側に置こうとしても、スクリーン１０から発せられる光の影響を受けない場所に光センサ３０を設置するのは困難であった。しかしながら、測定期間中にはすべてのプロジェクタ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの光源は消灯されているため、光センサ３０を内蔵した投射型プロジェクタをそのまま利用しても投射光の影響を受けず正確に環境光を測定することができる。したがって、光センサ３０を設置する場所で悩むこともなく、簡単にマルチビジョン装置を構成できる。
【００２６】
次に、図４〜図１１を参照しながら本実施の形態を詳細に説明する。図４は、プロジェクタ２０内部のブロック構成図である。プロジェクタ２０は、入力画像信号１００のフォーマット変換や色変換を行う信号処理回路からなる画像信号処理部１１０と、ＬＥＤやプリズム、光変調素子、投射レンズ等からなる画像投射部１２０と、入射光１７０を測定するタイミング信号を発生させるタイミング信号発生部１３０と、スクリーン１０やプロジェクタ２０の周辺から入射した入射光１７０をタイミング信号発生部１３０から出力されるタイミング信号をもとに測定する光センサ３０と、光センサ３０の出力から入射光１７０の測定データを算出する測定信号処理部１４０とから構成される。従来は環境光に投射光１６０が混入したものが入射光１７０として測定されていた。
【００２７】
ＰＣ等から入力された入力画像信号１００は、画像信号処理部１１０で測定信号処理部１４０から得られる入射光１７０の測定データをもとに環境光の影響を除くための色補正やガンマ補正等の補正処理が行われる。画像投射部１２０では画像信号処理部１１０より出力された信号をもとに光源からの光を光変調素子で変調してスクリーン１０に向かって投射光１６０を出力する。プロジェクタ２０の周辺あるいはスクリーン１０からの入射光１７０は光センサ３０で受光され、電気信号に変換されて測定信号処理部１４０へ出力される。測定信号処理部１４０では測定信号を元に入射光１７０の測定データを計算する。一方、画像投射部１２０にも上記タイミング信号が入力されており、入射光１７０を測定する間、投射光源を消灯する。これにより、投射光１６０の影響を受けない正確な環境光を測定できる。上記タイミング信号は入力画像信号１００に同期して発生されるが、プロジェクタが設置されている場所等の使用条件によって最適な測定タイミングが決定される。
【００２８】
図５は、本発明の第１の実施の形態のプロジェクタの画像投射部１２０の一例を示す概略構成図である。この画像投射部１２０は、光変調部にＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を用い、光源にＬＥＤを用いた構成である。なお、ＤＭＤは米国テキサスインスツルメンツ社の登録商標である。画像投射部１２０は赤、緑、青の光源ＬＥＤ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂ、プリズム２１０、光源制御部２５０、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズム２２０、ＤＭＤ素子２３０、ＤＭＤ素子駆動部２６０、投射レンズ２４０から構成されている。
【００２９】
本実施の形態のように１個のＤＭＤ素子２３０のみでフルカラー画像を表示するためには、赤、緑、青の各色に対応した画像を時分割でスクリーン１０へ投射する必要がある。本実施の形態では、赤、緑、青の３個の光源ＬＥＤ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂを順次切り換えて点灯させることによりフルカラー画像表示を実現している。この切り換え周期を人間の視覚特性を考慮して、充分短くすることにより、人間の脳内で画像が合成されてフルカラー画像として認識される。光源制御部２５０は、光源ＬＥＤ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂそれぞれの点灯、消灯を制御するための点灯制御信号を発生して各光源に供給する。光源ＬＥＤ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂから出力された赤、緑、青の光はプリズム２１０で方向が揃えられ、ＴＩＲプリズム２２０を通してＤＭＤ素子２３０に照射される。一方、投射画像信号はＤＭＤ素子駆動部２６０へ入力され、各色の光がＤＭＤ素子２３０で投射画像信号によって変調され、投射レンズ２４０を通ってスクリーン１０に投射される。
【００３０】
図６は、各光源ＬＥＤ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂの点灯制御を説明するためのタイミング図である。１フィールド期間Ｔｆは４つのセグメントに分割され、１セグメント期間Ｔｓ内で３個の光源ＬＥＤ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂを順次切り換えて点灯させている。ＬＥＤ制御信号Ｌｃｎｔ＿Ｒ、Ｌｃｎｔ＿Ｇ、Ｌｃｎｔ＿Ｂはそれぞれ赤、緑、青の光源ＬＥＤ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂの点灯を制御する信号であり、ハイレベル「Ｈ」が点灯期間、ローレベル「Ｌ」が消灯期間を示している。各光源ＬＥＤ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂの点灯時間比率は各光源の輝度、人間の視感度、絵作り等によって決まるが、本実施の形態では、この点灯時間比率を１：２：１にしている。したがって、光源ＬＥＤ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂの点灯時間はそれぞれＴＲ＝０．２５Ｔｓ、ＴＧ＝０．５Ｔｓ、ＴＢ＝０．２５Ｔｓとなる。セグメント期間Ｔｓは約４ｍｓｅｃ（ミリ秒）であるので、点灯時間はそれぞれ１ｍｓｅｃ、２ｍｓｅｃ、１ｍｓｅｃとなる。図６では光源ＬＥＤ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂの点灯順序を赤、緑、青としたが、この順序はＤＭＤ素子２３０の駆動内容によって変化するものであり、他の順序でもよい。
【００３１】
ところで、光センサ３０で入射光１７０を測定する際、測定期間に同期して光源ＬＥＤ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂを消灯する必要があるが、この消灯の方法について次に説明する。図７は、入射光１７０を測定する時間間隔（以下、「測定間隔」と呼称する）Ｔｐを１ｓｅｃ（秒）、測定する時間幅（以下、「測定期間」と呼称する）Ｔｍを１０μｓｅｃ（マイクロ秒）とした場合の、測定タイミング信号と、セグメントおよび投射光１６０の関係を示す図である。この場合、１秒間に１回、測定期間が１つのセグメントに挿入されることになる。そして、この測定期間に全光源ＬＥＤ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂを消灯して環境光を測定する。説明の都合上、この測定期間が挿入されるセグメントを測定セグメント（以下、「測定ＳＥＧ」と略記する）と呼び、それ以外のセグメントを表示セグメント（以下、「表示ＳＥＧ」と略記する）と呼ぶことにする。上記測定間隔、測定期間はプロジェクタの使用用途や測定環境によって増減してよい。測定期間としては投射画像に与える影響を少なくするためにはできるだけ短くした方がよいが、光センサ３０の応答速度の関係から１０μｓｅｃ〜５０μｓｅｃが適当である。一般に人間の目は１ｍｓｅｃ以下のフリッカーは検知できないので１０μｓｅｃ〜１ｍｓｅｃであれば実用上問題ないのでこの範囲に設定してもよい。光センサ３０の周辺に、蛍光灯に代表される点滅光源の照明器具が存在する場合は、その照明器具の点滅周期の整数倍ではない間隔にするのが望ましい。
【００３２】
図８は、測定ＳＥＧに消灯する期間を挿入する方法について説明する図である。本実施の形態では、測定ＳＥＧ内の赤、緑、青の各光源ＬＥＤ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂの点灯期間の合計を表示ＳＥＧよりもＴｍ／Ｔｓだけ短くして、測定ＳＥＧの最後尾の青光源ＬＥＤ２００Ｂの点灯期間の後に消灯する期間を作り出している。このようにすれば、測定ＳＥＧにおいても各光源ＬＥＤ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂの点灯時間比率は表示ＳＥＧと同じになり、画像の色を正確に保つことができる。また、光源ＬＥＤ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂの消灯する期間は測定期間Ｔｍと同じで、セグメント期間Ｔｓの１％以下であり、他の表示ＳＥＧとの明るさの差は人間の目にはほとんど認識できないが、この測定ＳＥＧ期間だけ光源ＬＥＤ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂの輝度を１％だけ増やして「明るさ×時間」を一定にしてもよい。ＬＥＤの場合、このような輝度調整はＬＥＤへ流す電流を調整することにより容易に可能となる。また、今後ＤＭＤ素子２３０等の性能が向上し、セグメント期間Ｔｓを充分短くできる場合は、測定ＳＥＧそのものを測定期間としてもよい。また、図８においては、測定期間は各測定ＳＥＧの最後に挿入しているが、例えば、投射光Ｒと投射光Ｂの間に挿入される等、位置は変わってもよい。いずれの場合でも、光センサ３０で入射光１７０を測定している間、全光源ＬＥＤ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂは消灯しているため、投射光１６０の影響を受けることがなくプロジェクタ２０の環境光を測定することができる。
【００３３】
次に、図４における測定信号処理部１４０および画像信号処理部１１０の動作について、環境光に応じて入力画像信号１００の色を補正する場合を例に詳細に説明する。
【００３４】
図９は、光センサ３０、測定信号処理部１４０、画像信号処理部１１０の関係を示すブロック構成図である。測定信号処理部１４０は、サンプルホールド回路１４１で光センサ３０からのアナログ出力波形を測定タイミング信号をもとにサンプリングし、Ａ／Ｄ変換器１４２でディジタル信号に変換した後にマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略記する）１４３に取り込む。マイコン１４３はこの測定信号から画像信号処理部１１０へ出力するための測定データを計算する。画像信号処理部１１０は色補正部１１１と色補正テーブル選択部１１２と色補正テーブル格納部１１３からなる。ここで色補正部１１１はルックアップテーブル（以下、「ＬＵＴ」と略記する）等で構成されている。例えば環境光のない場合（例えば暗室状態）の色補正テーブルと、環境光量に応じた複数の色補正テーブルを予め作成し格納している。色補正テーブル選択部１１２において、マイコン１４３から送られる測定データに基づいて最適な色補正テーブルを選択し色補正部１１１へ転送する。色補正部１１１は環境光量に従って入力画像信号１００の色を補正し色補正信号を画像投射部１２０へ出力する。
【００３５】
図１０、図１１は、この測定信号処理部１４０の動作を説明するための図である。図１０において、（ａ）は光センサ３０の出力、（ｂ）はサンプルホールド回路１４１の出力、（ｃ）は測定信号処理部１４０の出力、それぞれの時間的な変化を表す波形図である。時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、・・・は測定タイミングである。時刻ｔ２から時刻ｔ３のように光センサ３０の出力が急激に変化するような場合、そのまま連動させて入力画像信号１００を補正すると投射画像に違和感が出る場合がある。また光センサ３０の前を人が通ったりして急激に光量が変化した場合に過敏に反応して誤って補正することがある。このような不具合を防止するために、マイコン１４３では、Ａ／Ｄ変換器１４２からの測定データを過去の所定数のサンプルで平均化している。
【００３６】
図１１は、測定期間において、光センサ３０で入射光１７０を測定する様子をより詳細に表した図である。図１１に示すように測定期間以外は、光源ＬＥＤ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂからの投射光１６０が光センサ３０に混入するので入射光１７０の強度は各光源の点灯に連動して増減する。一方、測定期間では光源が消灯されるので上記投射光１６０の影響を受けず正しい環境光を測定できる。しかしながら、図１１中の拡大図に示すように、光センサ３０の応答特性等により測定出力は測定期間中も変化する。この変化の影響を除くために、測定期間の中間点ｔｂで測定する。あるいは前半点ｔａと後半点ｔｃで測定し、２つの測定値の平均を用いてもよい。この測定は、図９のサンプルホールド回路１４１に測定タイミング信号の代わりに上記ｔａ、ｔｂ、ｔｃのタイミングでサンプリングパルスを与えてやればよい。こうすることにより、測定期間で光センサ３０の出力が変動しても安定で正確な測定データを得ることができる。また、測定期間中に光センサ３０の出力があまり変動しないような場合には、この測定は測定期間中のどこで行ってもよい。
【００３７】
本実施の形態では光センサ３０は、常に測光状態にしておいて測定タイミング信号に合わせて測定値を保持、出力したが、測定タイミング信号に合わせて測光し、測定値を出力してもよい。また、測定タイミング信号に合わせて測光する方法として、光センサ３０の前に電子式あるいは機械式のシャッターを設ければよい。
【００３８】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクタについて図１２を参照しながら説明する。本実施の形態のプロジェクタは画像投射部１２０の構成と光源の点灯制御の方法が第１の実施の形態と異なり、他の構成および処理方法は同じであるので、それらについては説明を省略する。本実施の形態のプロジェクタは画像投射部１２０にカラーホイールとＤＭＤを用いた構成である。
【００３９】
図１２は、本発明の第２の実施の形態の画像投射部１２０の概略構成図である。赤、緑、青の画像を時分割で投射するために、第１の実施の形態では、３色の光源ＬＥＤ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂを切り換えて点灯させたが、本実施の形態では１個の光源３００とカラーホイール３１０を用いることで実現している。この光源３００としては、例えば白色ＬＥＤや白色レーザを用いることができる。光源３００から発せられた光は回転するカラーホイール３１０によって、時分割に赤、緑、青の光に変換された後、ＴＩＲプリズム３２０を通してＤＭＤ素子３３０へ照射される。なお、上記カラーホイール３１０は、ホイール制御部３７０でセグメント信号に同期して回転するように制御されている。一方、投射画像信号はＤＭＤ素子駆動部３６０へ入力されており、各色の光はＤＭＤ素子３３０で投射画像信号によって変調され、投射レンズ３４０を通ってスクリーン１０に投射される。光源３００は光源制御部３５０からの光源制御信号Ｌｃｎｔにより測定タイミング信号に同期して点灯制御される。
【００４０】
図１３は、本発明の第２の実施の形態の測定タイミング信号、セグメント、光源制御信号Ｌｃｎｔ、投射光１６０の関係を示す図である。本実施の形態では、測定期間が隣接する２つのセグメントにまたがるように挿入されている。この測定期間に光源３００を消灯して環境光を測定する。
【００４１】
図１４は、光源３００の点灯タイミングの詳細を示した図である。光源３００を消灯する期間は、図１４に示すように、赤と青を表示する間のスポークと呼ばれる区間に設けられている。この区間に設ければ明るさの変化が少なく投射画像への影響が少ない。この消灯する期間は上記に限定されず他の区間でもよい。また、カラーホイールの回転速度が充分速い場合には、測定ＳＥＧそのものを測定期間としてもよい。
【００４２】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係るプロジェクタについて図１５を参照しながら説明する。本実施の形態のプロジェクタは画像投射部１２０の構成と光源の点灯制御の方法が第１の実施の形態と異なり、他の構成および処理方法は同じであるので、それらについては説明を省略する。
【００４３】
図１５は、本発明の第３の実施の形態のプロジェクタの画像投射部１２０の概略構成図であり、本実施の形態では液晶パネルを用いた構成である。光源４００から発せられた光は、フィルタ４１０ａ、４１０ｂによって赤、緑、青の光に分解された後、ミラー４７０ａ、４７０ｂ、４７０ｃによって液晶パネル４２０Ｒ、４２０Ｇ、４２０Ｂに照射される。この光源４００としては、例えば白色ＬＥＤや白色レーザを用いることができる。液晶パネル４２０Ｒ、４２０Ｇ、４２０Ｂは液晶パネル駆動部４６０によって駆動され画像信号で変調され、プリズム４３０で合成された後、投射レンズ４４０によって投射される。光源制御部４５０は、測定タイミング信号に基づいて光源制御信号Ｌｃｎｔを発生し、光源４００の点灯を制御する。
【００４４】
図１６は、光源４００の点灯タイミング図である。この場合は、１秒に１回だけタイミング信号に同期して、光源４００を消灯してその期間に環境光を測定する。本実施の形態では第１、第２の実施の形態とは異なり、セグメント信号により３色の光を切り換える必要がないために、上記測定期間の挿入位置は任意に設定できる。したがって、測定タイミング信号発生回路を簡単に構成できる。
【００４５】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係るプロジェクタについて図１７、図１８を参照しながら説明する。
【００４６】
図１７は、本発明の第４の実施の形態のプロジェクタ２１内部のブロック構成図である。本実施の形態が第１の実施の形態のプロジェクタと異なる点は、画像投射部１２１の構成であり、他の構成は同様であるので第１の実施の形態と同じ符号を付けて説明は省略する。画像投射部１２１は測定信号処理部１４０からの環境光の測定データに基づいて投射光量を調整し、環境光量が大きい場合には、投射光量を増やし、逆に環境光量が小さい場合は投射光量を減らして、スクリーン１０上で投射画像の明るさが環境光の影響を受けないようにしている。すなわち、第１の実施の形態から第３の実施の形態までにおいては、環境光の影響を除くために光センサ３０の測定データに基づいて入力画像信号１００を補正したが、入力画像信号１００の補正に代えて、またはこれに加えて画像投射部１２１の光源の光量を調整している。
【００４７】
図１８は、光源の光量を調整する方法を説明するための図である。図１８（ａ）は、光源および光源から出力される光量を制御する部分のブロック構成図である。光源５００は電力供給部５１０より供給される電力に応じて光量が変化する。電力供給部５１０には測定信号処理部１４０から環境光の測定データが入力されており、この測定データに基づいて光源への供給電力が制御される。機械式の絞り機構５２０としてはカメラ等で一般的に用いられている機械式の絞り機構でよく、図１８（ｂ）にその簡単な構造図を示す。この絞り機構５２０は、絞り羽根と角度エンコーダ付きのガルバノメータ等で構成されており、ガルバノメータの駆動コイルに流す電流を絞り駆動部５３０によって制御することにより中心部の開口部の面積が変えられ、投射光量が調整できるようになっている。絞り駆動部５３０には上記測定データが入力されており、この測定データに基づいて絞り量が制御される。絞り機構は機械式に限定されず電子式のものでもよい。なお、上記絞り機構は光源５００とスクリーン１０との間に設置すればよい。
【００４８】
図１８では光源５００が１個の場合について説明したが、第１の実施の形態のように光源が複数の場合にも同様に適用できる。投射光量の調整法としては、上記説明した光源への供給電力を制御する方法と絞り機構を入れる方法をどちらか一方でもよいし、両方の方法を合わせて用いてもよい。
【００４９】
これまで、プロジェクタが１台のみの場合を説明したが、図３に示すようなＣＵＢＥ型のプロジェクタの場合、各プロジェクタ間の測定期間のタイミングが一致しないと、例えばあるプロジェクタ２０ａの測定中に他のプロジェクタ２０ｂが画像を表示してしまい、プロジェクタ２０ｂの投射光１６０の一部がプロジェクタ２０ａの環境光として測定されることがある。そのため、複数台のプロジェクタを同時に投射する場合、プロジェクタ間で測定タイミングを正確に一致させる必要がある。この方法としては、例えば入力画像信号１００に含まれる同期信号を元に、各プロジェクタ２０ａ、２０ｂでタイミング信号を発生すればよい。または、入力画像信号１００の代わりに、別途なんらかの同期信号を使ってタイミング信号を発生させてもよい。
【００５０】
以上説明したように、本発明は人間がほとんど感知できない程度に短い時間だけプロジェクタ２０の光源を消灯して、その間に光センサ３０で環境光を正確に測定するようにしたものである。これにより、投射光１６０が光センサ３０に入射するような位置関係にあっても、ユーザーが特別な操作をして作業を中断することなく、投射画像を精度よく補正できる。
【００５１】
なお、上記説明では、光センサ３０は環境光の明るさを測定するとしたが、単に明るさ（Ｙ）だけでもよいし、ＸＹＺ値を示すデータ、その他色に関するデータであってもよい。色に関するデータを使用することにより、色補正の精度をさらに向上させることができる。ここで、ＸＹＺとは、国際照明委員会（ＣＩＥ）によって定められた国際規格で、機器独立色の一種である。
【００５２】
また、光センサ３０は、フォトトランジスタのように明るさを出力するものでもよいし、ＣＣＤカメラのように１次元、もしくは２次元の輝度分布として出力してもよい。ＣＣＤカメラを用いれば、部屋の壁等に画像を投射した場合のように投射対象物に明るさの分布があるような場合でも正確な補正が可能となる。
【００５３】
また、測定期間において光源を消灯すると説明したが、投射光１６０を遮断できればよいので、光源を消灯する以外にも電子式または機械式のシャッターを用いてもよい。このようにすることで、点灯、消灯を高速にできないような光源（例えばランプ等）を用いても本発明のプロジェクタを実現できる。
【００５４】
また、環境光の測定データに基づいて、投射光量を調整する方法として、光源に供給する電力を変える方法と電子式または機械式の絞り機構を使う方法を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば電気的に光の透過率を変えられる液晶フィルタ等を用いてもよい。これにより、絞り機構を使うものよりもより画像投射部を小型化できる。
【００５５】
また、測定タイミングは入力画像信号と同期させなくても、発信器等の内部回路を用いて発生させてもよい。このようにすることで、簡単な回路構成でタイミング信号発生部を構成できる。
【００５６】
また、光センサ３０は、プロジェクタ２０に取り付けられているが、プロジェクタから離れた場所に外部機器として独立して設置されていてもよい。
【００５７】
また、環境光の測定は、ユーザーが操作をしなくても自動的に行ってもよいし、メニューを表示したり通信コマンドを送る等、ユーザーが明示的に操作する入力手段を用いて行ってもよい。また、自動測定をする、しないを切り換えられるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明によれば、ユーザーが操作することなく一定間隔で環境光を測定することが可能なため、画面表示を中断して都度調整操作をする必要がなく、環境光に応じて画面や光源の制御を行う画像表示装置において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るフロント投射型プロジェクタを用いたシステムの概略構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るリア投射型プロジェクタを用いたシステムの概略構成図
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るリア投射型のＣＵＢＥタイププロジェクタを用いたシステムの概略構成図
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタ内部のブロック構成図
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタの画像投射部の概略構成図
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタの各光源ＬＥＤの点灯制御を説明するためのタイミング図
【図７】本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタの測定タイミング信号、セグメントおよび投射光の関係を示す図
【図８】本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタの測定ＳＥＧに消灯する期間を挿入する方法を説明する図
【図９】本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタの光センサ、測定信号処理部、画像信号処理部の関係を示すブロック構成図
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタの測定信号処理部の動作を説明するための図
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタの測定信号処理部の動作を説明するための図
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクタの画像投射部の概略構成図
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクタの測定タイミング信号、セグメント、光源制御信号、投射光の関係を示す図
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクタの光源の点灯タイミングの詳細を示した図
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係るプロジェクタの画像投射部の概略構成図
【図１６】本発明の第３の実施の形態に係るプロジェクタの光源の点灯タイミング図
【図１７】本発明の第４の実施の形態に係るプロジェクタ内部のブロック構成図
【図１８】本発明の第４の実施の形態に係るプロジェクタの光源の光量を調整する方法を説明するための図で、（ａ）は光源および光量を調整する部分のブロック構成図、（ｂ）は機械式の絞りの機構の構造を簡単に示した図
【符号の説明】
【００６０】
１０    スクリーン
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２１    プロジェクタ
３０    光センサ
４０    筐体
５０    鑑賞者
６０    部屋の照明
１００    入力画像信号
１１０    画像信号処理部
１１１    色補正部（ＬＵＴ）
１１２    色補正テーブル選択部
１１３    色補正テーブル格納部
１２０，１２１    画像投射部
１３０    タイミング信号発生部
１４０    測定信号処理部
１４１    サンプルホールド回路
１４２    Ａ／Ｄ変換器
１４３    マイコン
１６０    投射光
１７０    入射光
２００Ｒ，２００Ｇ，２００Ｂ    光源ＬＥＤ
２１０，４３０    プリズム
２２０，３２０    ＴＩＲプリズム
２３０，３３０    ＤＭＤ素子
２４０，３４０，４４０    投射レンズ
２５０，３５０，４５０    光源制御部
２６０，３６０    ＤＭＤ素子駆動部
３００，４００，５００    光源
３１０    カラーホイール
３７０    ホイール制御部
４１０ａ，４１０ｂ    フィルタ
４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂ    液晶パネル
４６０    液晶パネル駆動部
４７０ａ，４７０ｂ，４７０ｃ    ミラー
５１０    電力供給部
５２０    絞り機構
５３０    絞り駆動部
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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