(57)【要約】【課題】消費電力を減らしながらも、投射映像の明るさを向上させることを可能にした投射型映像表示装置を提供すること。【解決手段】光源光量を調節する光源光量調節手段と、投射映像の投射範囲倍率を拡大/縮小する光学ズームレンズ駆動制御手段と、前記光源光量調整手段によって光源光量を変化させた場合に、設定された光源光量に基づいて光学ズームレンズ駆動制御手段により投射映像の投射範囲の倍率を変更させる、光量連動ズーム倍率変更手段ことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像信号に基づいて映像を投射表示する投射型映像表示装置であって、該映像表示装置は、光源光量を調節する光源光量調節手段と、投射映像の投射範囲倍率を拡大/縮小する光学ズームレンズ駆動制御手段と、前記光源光量調整手段によって光源光量を変化させた場合に、設定された光源光量に基づいて、光学ズームレンズ駆動制御手段により投射映像の投射範囲の倍率を変更させる光量連動ズーム倍率変更手段を備えることを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項２】
入力映像信号に基づいて映像を投射表示する投射型映像表示装置であって、該映像表示装置は、光源光量を測定する光源光量測定手段と、投射映像の投射範囲倍率を拡大/縮小する光学ズームレンズ駆動制御手段と、前記光源光量測定手段によって得られた光量情報に基づいて、光学ズームレンズ駆動制御手段により投射映像投射範囲の倍率を変更させる光量連動ズーム倍率変更手段を備えることを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項３】
該映像表示装置は更に、表示映像に重畳して操作メニューあるいは装置に関する情報を表示するOSD表示手段と、前記OSD表示手段によって表示されるOSDをデジタル画像処理により拡大/縮小するOSD表示倍率変更手段を備え、前記光量連動ズーム倍率変更手段によって、投射映像の投射範囲倍率が変更された場合に、前記OSD表示倍率変更手段によってOSD表示倍率を変更することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の投射型映像表示装置。
【請求項４】
該映像表示装置は更に、投射映像の表示倍率をデジタル画像処理により拡大/縮小するデジタルズーム倍率変更手段を備え、前記光量連動ズーム倍率変更手段によって、投射映像の投射範囲倍率が変更された場合に、前記デジタルズーム倍率変更手段により投射映像の表示倍率を変更することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の投射型映像表示装置。
【請求項５】
該映像表示装置は更に、外光の強さを測定する外光強度測定手段を備え、前記光量連動ズーム倍率変更手段による投射映像の表示倍率は、外光強度測定手段によって測定された外光強度情報を演算に用いて算出することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の投射型映像表示装置。
【請求項６】
該映像表示装置は更に、ズームレンズの各ズーム倍率におけるＦ値を、ズーム倍率Ｆ値情報として不揮発記録領域に備え、前記光量連動ズーム倍率変更手段による投射映像の表示倍率は、前記ズーム倍率Ｆ値情報を演算に用いて算出することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の投射型映像表示装置。
【請求項７】
該映像表示装置は更に、前記光量連動ズーム倍率変更手段を有効にする光量連動ズーム倍率変更モードを備え、ユーザーが前記光量連動ズーム変更モードを選択可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の投射型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型映像表示装置に関し、特に光源光量を制御できる投射型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源光量を下げることによって装置の消費電力を減らすことが可能な投射型映像表示装置が知られている。
【０００３】
特許文献１には、バッテリーの残量の残量が少ない場合に光源光量を下げ、消費電力を減らすことによって投射時間を延ばすプロジェクタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１１３６０４号公報
【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、上述の特許文献１に開示された従来技術では、消費電力を減らすために映像表示の光源光量を下げる制御を行うが、投射スクリーン面上における映像の明るさ低下は避けられなかった。
そこで、本発明の目的は、従来と同程度、消費電力を減らしながらも、投射映像の明るさを向上させることを可能にした投射型映像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明に係る投射型映像表示装置は、
光源光量を調節する光源光量調節手段と、投射映像の投射範囲倍率を拡大/縮小する光学ズームレンズ駆動制御手段と、前記光源光量調整手段によって光源光量を変化させた場合に、設定された光源光量に基づいて光学ズームレンズ駆動制御手段により投射映像の投射範囲の倍率を変更させる、光量連動ズーム倍率変更手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る投射型映像表示装置によれば、消費電力を減らしながらも、投射映像の明るさを向上させることを可能にした提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の投射型映像表示装置の全体構成図である。
【図２】本発明の実施例２における投射型映像表示装置の全体構成図である。
【図３】本発明の実施例３における投射型映像表示装置の全体構成図である。
【図４】本発明の実施例４における投射型映像表示装置の全体構成図である。
【図５】本発明の実施例５における投射型映像表示装置の全体構成図である。
【図６】本発明の実施例６における投射型映像表示装置の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施形態にかかわる投射型映像表示装置の全体構成図である。
【００１０】
［実施例１］
以下、図１を参照して、本発明の第1の実施例による投射型映像表示装置の制御について説明する。
図１において、プロジェクタ１００は、光源０１０、投射光学系０２０、光源光量制御回路０３０、映像信号処理回路０４０、操作検知部０５０、制御マイコン０６０から構成される。また、投射光学系は少なくとも、液晶素子により構成された映像表示パネル０２１、フォーカスレンズ０２２、ズームレンズ０２３、ズームレンズを駆動させるモーターおよびモーター駆動用の電気信号を発生させる電気素子からなるズームレンズ駆動回路０２４、によって構成される。
【００１１】
プロジェクタに映像信号が入力されると、映像信号処理回路は、入力映像信号の周波数情報を解析し信号種類を特定する。そして、信号種類に応じ、あらかじめ設定されている画質処理を行ったのち、映像表示パネルに適した形式の映像信号として出力する。これにより映像表示パネル上に映像が形成される。
【００１２】
光源から発生した光は、投射光学系内の映像表示パネルに照射されるように導光される。そして、映像表示パネルを通過した照射光は、フォーカスレンズ、ズームレンズを経て、投影面に投射される。これにより映像表示パネル上に形成された映像が、ズームレンズの倍率および投影面からの投射距離に応じた投射サイズで投影面上に表示される。光源に対する出力電力を変化させることで光源光量を調節できる光源光量制御回路を備え、光源光量を低下させることで消費電力を減らすことができる。
【００１３】
しかし、消費電力は減る一方で、投影面上に表示される映像の明るさも低下してしまう。本実施例におけるプロジェクタは、映像の明るさを向上させるために光源光量の設定に応じてズームレンズの倍率を変更する。以下に本実施例におけるズームレンズ倍率の決定手段を説明する。
【００１４】
一般に、投影面の明るさは投射光が形成する投影面積に反比例する。そして投影面積はズームレンズ倍率の２乗に比例する。光源光量をＰ、投影面の明るさをＬ、投影面積をＳとすると、以下の関係式が成り立つ。
Ｌ=Ｐ/(Ｓ×Ｚ２)      (1)
明るさを向上させる制御を行わずに、単純に光源光量を低下させた場合、低下後の光量をPa、投影面上の明るさをＬ0、投影面積をＳ0とし、ズームレンズ倍率が変わらないので1.0とすると、(１)式より下記の値が得られる。
Ｌ0 =Ｐa/(Ｓ0 )      (2)
一方、本発明の制御を適用した場合の映像明るさをＬ１、光量連動制御によって変更された後のズームレンズ倍率をＺaとすると、
Ｌ１=Ｐa/(Ｓ0×Ｚa2)        (3)
上記式で得られた、Ｌ0  に対するＬ１の割合をＫとすると、
Ｋ=Ｌ１/Ｌ0      (4)
(3)式と(4)式より、Ｌ１を消して、Ｚaに対して式を変形すると、
Ｚa2=Ｐa/(Ｋ×Ｓ0×Ｌ0)      (5)
(2)式と(5)式より、以下の関係式が導かれる。
Ｚa=1.0/√K                  (6)
すなわち、何も制御しない場合の映像明るさに対してどのくらいの割合、映像明るさを向上させたいかをパラメタＫとして設定することにより、光量連動制御によって変更されるズームレンズ倍率が決定される。Ｋの値は、設計事項として決定された固定値でも良いし、ユーザーが任意の値を設定できるようにしても良い。
【００１５】
以上の構成および制御によって、光源光量を低下させても、何も制御しない場合と比較して映像の明るさを向上させることができる。
【００１６】
［実施例２］
実施例１では、ユーザーが光源光量の設定を変更した場合に、ズームレンズ倍率を変更し明るさを補正する制御が実行される構成を説明したが、光源劣化により光源光量が低下した場合において、光源光量の低下に追従して、ズームレンズ倍率を変更することにより、明るさを補う制御を行っても良い。
【００１７】
以下、図２を参照して、本発明の第２の実施例による、投射型映像表示装置の制御について説明する。なお、同じ符号がついている構成部分に関しては前述しているので説明を省略する。
【００１８】
実施例２のプロジェクタ２００は、光源に電力が供給されている場合に光源光量を周期的に計測する光源光量計測センサ０７０Ａを備える。該センサは映像表示パネル付近に設置されることが好ましい。プロジェクタの使用開始時、あるいは光源が交換された際に、制御マイコンは、光源光量計測センサによって、初期の光源光量を取得し、不揮発領域に記憶する。プロジェクタを長時間使用していると光源の劣化により光源光量は低下する。初期の光源光量から低下した場合、制御マイコンは映像明るさを向上させるようにズームレンズ倍率を変更する。
【００１９】
実施例１で説明した(6)式の関係式が実施例２でも同様に適用できるため、Ｋのパラメタに応じたズームレンズ倍率に変更される。
【００２０】
以上の構成および制御によって、光源劣化により光源光量が低下した場合でも、映像の明るさを補うことができる。
【００２１】
［実施例３］
実施例１または、実施例２の構成でも本発明は成り立つが、ズームレンズ倍率に応じてＯＳＤ(オンスクリーンディスプレイ)の表示サイズ倍率を変更できる構成だと更に好ましい。
以下、図３を参照して、本発明の第３の実施例による、投射型映像表示装置の制御について説明する。なお、同じ符号がついている構成部分に関しては前述しているので説明を省略する。
【００２２】
実施例３のプロジェクタ３００は、ＯＳＤ生成回路０８０、生成されたＯＳＤをデジタル画像処理によって拡大/縮小できるＯＳＤズーム回路０８１を備える。制御マイコンは、光源光量の変動に連動してズームレンズ倍率を変更した場合に、ズームレンズ倍率に応じてＯＳＤズーム倍率を設定する。ズームレンズ倍率をＺopt、ＯＳＤ倍率をＺosdとすると 以下の式が成り立つように制御する。
Ｚopt × Ｚosd  =Ｃ  （Ｃは定数)        (7)
すなわち、ズームレンズ倍率の変動によって映像投射サイズは変わるが、ＯＳＤはズームレンズ倍率変動を打ち消すように制御される。
【００２３】
以上の構成および制御によって、映像の投射サイズが小さくなっても、ＯＳＤの見た目の大きさを一定に保つことができ、ユーザーの操作性と視認性を損なわないプロジェクタを提供できる。
【００２４】
［実施例４］
実施例1乃至実施例３のいずれかの構成に加えて、ズームレンズ倍率に応じて投射映像の表示倍率をデジタル画像処理によって変更できる構成だと更に好ましい。
【００２５】
以下、図４を参照して、本発明の第４の実施例による、投射型映像表示装置の制御について説明する。なお、同じ符号がついている構成部分に関しては前述しているので説明を省略する。
実施例４のプロジェクタ４００は、映像信号処理回路の出力値を受け取り、映像サイズをデジタル画像処理によって拡大/縮小できる映像ズーム回路０８１を備える。
【００２６】
制御マイコンは、光源光量の変動に連動してズームレンズ倍率を変更した場合に、ズームレンズ倍率に応じて映像のデジタルズーム倍率を設定する。ズームレンズ倍率をＺopt、映像のデジタルズーム倍率をＺdとすると 以下の式が成り立つように制御する。
Ｚopt × Ｚd  = Ｃ  （Ｃは定数)       (8)
すなわち、ズームレンズ倍率の変動によって映像投射サイズは変わるが、投射面上に表示される映像サイズは、ズームレンズ倍率変動を打ち消すように制御される。
【００２７】
以上の構成および制御によって、映像の投射サイズが変動しても、映像の見た目の大きさを一定に保つことができ、ユーザーの視認性を損なわないプロジェクタを提供できる。
【００２８】
実施例３で説明したＯＳＤズーム回路を備えていても良く、ＯＳＤズーム倍率の変動制御も併せて実行して良い。
【００２９】
［実施例５］
実施例１〜実施例４の構成に加えて、光源光量に連動してズームレンズ倍率を決定する際に、プロジェクタ使用環境の外光を考慮して、ズームレンズ倍率を決定する制御を行うと更に好ましい。
【００３０】
以下、図５を参照して、本発明の第５の実施例による投射型映像表示装置の制御について説明する。なお、同じ符号がついている構成部分に関しては前述しているので説明を省略する。
【００３１】
実施例５のプロジェクタ５００は、外光の強さを周期的に測定する外光センサ０７０Ｂを備える光源光量に連動してズームレンズ倍率を決定する際に、制御マイコンは外光センサから、外光の強さを取得し、この取得値をズームレンズ倍率決定のための演算に用いる。前述した(6)式によって算出されたズームレンズ倍率をＺa, 外光の強さをＥ 、比例定数をＡとおいた場合、演算の最終結果として決定されるズームレンズ倍率Ｚfが下記(9)式を満たすように制御される。
Ｚf=Ｚa×(Ａ/Ｅ)      (9)
すなわち、ズーム倍率は外光の強さに反比例するように制御される。例えば、外光が強いほどズーム倍率を縮小し明るさを向上させる。なお、(9)式の比例定数Ａは設計事項として決定された固有の値としても良いし、ユーザーが任意の値を設定できるように構成しても良い。以上の構成および制御によって、明るさを向上させる際の精度を高めることができる。
【００３２】
［実施例６］
実施例１から実施例５の構成に加えて、光源光量に連動してズームレンズ倍率を決定する際に、ズームレンズ各倍率におけるＦ値を考慮して、ズームレンズ倍率を決定する制御を行う構成だと更に好ましい。
【００３３】
以下、図６を参照して、本発明の第６の実施例による投射型映像表示装置の制御について説明する。なお、同じ符号がついている構成部分に関しては前述しているので説明を省略する。
【００３４】
実施例６のプロジェクタ６００は、制御マイコンが管理する不揮発メモリ内にＦ値情報記録領域０７０Ｃを備え、取り付けられたズームレンズの各ズーム倍率におけるＦ値を該記録領域に記録している。
【００３５】
光源光量に連動してズームレンズ倍率を決定する際に、制御マイコンは、設定しようとするズームレンズ倍率におけるＦ値を、該記録領域から取得し、ズームレンズ倍率決定のための演算に用いる。
【００３６】
一般にズームレンズ倍率を縮小すると、Ｆ値は大きくなり、ズームレンズから投射される光量が低下するため投射映像は暗くなる。光源光量をＰ0、ズームレンズの所定倍率におけるＦ値をＦとするとズームレンズから投射される光量Pout は次の関係式が成り立つ。
Ｐout  =Ｐ0/Ｆ2        (10)
すなわちF値の２乗に比例して投射光量が低下する。Ｆ値を考慮し、(1)の関係式を補正すると、下記の式となる。
Ｌ  = Ｐ /(Ｓ ×Ｚ２  × Ｆ2)       (11)
すなわち、Ｆ値の変動による明るさの変化分を相殺するには、下記の関係式を満たせばよい。
Ｚ × Ｆ =  Ｃ (Ｃは定数) (12)
本実施例における光源光量に連動したズームレンズ倍率を決定処理について説明する。まず、制御マイコンは、現時点のズームレンズＦ値をＦ値情報記録領域から取得する。これをＦ1  とする。そして、(6)式を用いて、光学ズームレンズ倍率 Ｚtmp  を算出する。
【００３７】
次に、制御マイコンは、ＺtmpにおけるズームレンズＦ値をＦ値情報記録領域から取得する。これをＦ2  とする。新たに決定するズームレンズＺbは、(12)式の関係から、下記式を満たすように決定する。
Ｚb × (Ｆ2 / Ｆ1 ) =  Ｃ (Ｃは定数)      (13)
なお、ズームレンズが交換された際に、取り付けられたズームレンズ内のレンズROMから情報取得し、Ｆ値情報記録領域の情報を更新する。
【００３８】
以上の構成および制御によって、明るさを向上させる際の精度を高めることができる。
【００３９】
［実施例７］
実施例1から実施例６の構成に加えて、光源光量に連動したズームレンズ倍率変更の制御は、ユーザーがモードを選択した場合に有効になるように構成しても良い。
【００４０】
例えば、「明るさ優先省電力モード」のような名称のモードをＯＳＤメニューに表示し、ユーザーが該モードを選択した場合に、実施例１から実施例６で説明した光源光量に連動したズームレンズ倍率変更制御を行うようにする。 以上の構成および制御によって、ユーザーは使用状況に応じて、プロジェクタのモードを使い分けることができる。
【００４１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、実施例１〜７では光源の数が1つの場合の構成を記載しているが、１つ以上の複数光源を備えた構成としても良い。また、実施例１〜７の構成に加えて更に、投射映像を平行に移動させることが可能なシフトレンズ、およびシフトレンズ駆動回路を加えた構成としても良い。
【符号の説明】
【００４２】
１００  プロジェクタ、０１０  光源ランプ、０２０  投射光学系、
０２１  映像表示パネル、０２２  フォーカスレンズ、０２３  ズームレンズ、
０２４  ズームレンズ駆動回路、０３０  光源光量制御回路、
０４０  映像信号処理回路、０５０  操作検知部、０６０  制御マイコン
【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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