(57)【要約】      （修正有）【課題】被照明面を複数の領域に分割して照明するとともに、光源の性能低下による投射画像への影響を抑制することが可能な投射型表示装置及び投射型表示システムを提供する。【解決手段】プロジェクター１００が、表示パネル１１０と、複数の光源を含む光源ユニットと、光源ユニットに含まれる複数の光源が発する複数の光束のそれぞれを、表示パネル１１０における複数の被照明領域のそれぞれに導く照明光学部１０６を備える。さらに、表示パネル１１０からの光束が投射されている被投射面のうち所定の明るさ以上である領域に関する情報を取得する領域算出部１１３と、被投射面のうち所定の明るさ以上である領域に投射画像の全体が表示されるように画像処理を行う画像処理部１０８と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光変調素子と、
複数の光源を含む光源ユニットと、
前記光源ユニットに含まれる前記複数の光源が発する複数の光束のそれぞれを、前記光変調素子における複数の被照明領域のそれぞれに導く照明光学系と、
前記光変調素子からの光束が投射されている被投射面のうち所定の明るさ以上である領域に関する情報を取得する領域取得部と、
前記被投射面のうち所定の明るさ以上である領域に投射画像の全体が表示されるように画像処理を行う画像処理部と、を備える、
ことを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記被投射面のうち所定の明るさ以上である複数の領域を第１の領域及び第２の領域とし、前記第１の領域の面積が前記第２の領域の面積よりも大きいとき、
前記画像処理部は、前記第１の領域に前記投射画像の全体が表示されるように画像処理を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項３】
前記画像処理部は、前記被投射面のうち所定の明るさ以上である領域に前記投射画像の全体が表示されるように、前記投射画像の大きさを調整する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記画像処理部は、前記被投射面のうち所定の明るさ以上である領域に前記投射画像の全体が表示されるように、前記投射画像の位置を調整する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記複数の光源の性能変化に関する情報を取得する性能取得部をさらに備え、
前記領域取得部は、前記性能取得部による取得結果に基づいて前記被投射面のうち所定の明るさ以上である領域に関する情報を取得する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項６】
前記性能取得部は、前記被投射面上の照度を取得する照度取得部であって、
前記領域取得部は、前記照度取得部による取得結果に基づいて前記被投射面のうち所定の明るさ以上である領域に関する情報を取得する、
ことを特徴とする請求項５に記載の投射型表示装置。
【請求項７】
前記性能取得部は、前記被投射面を撮影可能な撮影装置である、
ことを特徴とする請求項６に記載の投射型表示装置。
【請求項８】
前記性能取得部は、前記複数の光源に流れる電流を取得する電流取得部であって、
前記領域取得部は、前記電流取得部による取得結果に基づいて前記被投射面のうち所定の明るさ以上である領域に関する情報を取得する、
ことを特徴とする請求項５に記載の投射型表示装置。
【請求項９】
前記性能取得部は、前記複数の光源の輝度を取得する輝度取得部であって、
前記領域取得部は、前記輝度取得部による取得結果に基づいて前記被投射面のうち所定の明るさ以上である領域に関する情報を取得する、
ことを特徴とする請求項５に記載の投射型表示装置。
【請求項１０】
前記性能取得部は、前記複数の光源の温度を取得する温度取得部であって、
前記領域取得部は、前記温度取得部による取得結果に基づいて前記被投射面のうち所定の明るさ以上である領域に関する情報を取得する、
ことを特徴とする請求項５に記載の投射型表示装置。
【請求項１１】
前記光変調素子からの光束を前記被投射領域に導くとともに、ズーミングに際して互いの間隔を変化させるように移動する複数のレンズユニットを備える投射光学系と、
前記投射型表示装置から前記被投射面までの距離を取得する距離取得部と、
前記距離取得部による取得結果と、前記画像処理部による前記画像処理の結果を元に前記複数のレンズユニットの光軸方向の移動量を設定する第１の設定部と、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項１２】
前記光軸方向と直交する方向に前記複数のレンズユニットを移動させる移動部と、
前記距離取得部による取得結果と、前記画像処理部による前記画像処理の結果を元に前記複数のレンズユニットの前記光軸方向と直交する方向の移動量を設定する第２の設定部と、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項１３】
光変調素子と、複数の光源を含む光源ユニットと、前記光源ユニットに含まれる前記複数の光源が発する複数の光束のそれぞれを、前記光変調素子における複数の被照明領域のそれぞれに導く照明光学系とを備える第１の投射型表示装置及び第２の投射型表示装置を用いて投射画像を表示する投射型表示システムであって、
前記第１の投射型表示装置からの光束が投射される領域を第１の投射領域とし、前記第２の投射型表示装置からの光束が投射される領域を第２の投射領域とし、前記第１の投射領域及び前記第２の投射領域を含む領域を合成投射領域とするとき、前記合成投射領域のうち所定の明るさ以上である領域に関する情報を取得する領域取得部と、
前記合成投射領域のうち所定の明るさ以上である領域に前記投射画像の全体が表示されるように画像処理を行う画像処理部と、を備える、
ことを特徴とする投射型表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型表示装置及び投射型表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水銀ランプではなくレーザーダイオード光源（以下、ＬＤ光源）などの固体光源を用いたプロジェクターが提案されている。このようなプロジェクターとして特許文献１及び特許文献２に記載のプロジェクターがある。
【０００３】
特許文献１には、複数のＬＤ光源が並んだ光源ユニットと、第１のフライアイレンズと、第２のフライアイレンズと、複数のコリメータレンズが並んだコリメータレンズユニットを用いることで、液晶パネルを分割照明する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、複数のＬＤ光源が並んだ光源ユニット、複数のロッドインテグレータを重ねた照明光学系を用いることで、液晶パネルを分割照明する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２０６７２５号公報
【特許文献２】特開２００６−１５４０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の特許文献１及び特許文献２に記載のプロジェクターのように、固体光源を用いて液晶パネルなどの光変調素子（被照明面）を複数の領域に分割して照明するプロジェクターにおいては、以下のような現象が起きる可能性がある。
【０００７】
例えば、光変調素子を上中下と３分割して照明する場合、経年劣化や温度上昇による固体光源の発光効率の低下などによって中段の領域を照明している固体光源の輝度が低下すると、投射画像の中段の領域が周囲の領域と比較して暗くなってしまう。このような光源の性能低下による投射画像への影響によって、投射画像の中段の領域のみが周囲の領域と比較して暗くなっていると、投射画像がユーザーにとって違和感のあるものとなってしまうために好ましくない。
【０００８】
そこで、本発明は、被照明面を複数の領域に分割して照明するとともに、光源の性能低下による投射画像への影響を抑制することが可能な投射型表示装置及び投射型表示システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の投射型表示装置は、
光変調素子と、
複数の光源を含む光源ユニットと、
前記光源ユニットに含まれる前記複数の光源が発する複数の光束のそれぞれを、前記光変調素子における複数の被照明領域のそれぞれに導く照明光学系と、
前記光変調素子からの光束が投射されている被投射面のうち所定の明るさ以上である領域に関する情報を取得する領域取得部と、
前記被投射面のうち所定の明るさ以上である領域に投射画像の全体が表示されるように画像処理を行う画像処理部と、を備える、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被照明面を複数の領域に分割して照明するとともに、光源の性能低下による投射画像への影響を抑制することが可能な投射型表示装置及び投射型表示システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】各実施例で示す投射型表示装置に搭載可能な照明光学系の構成図
【図２】各サブユニットからの光束が互いに異なる角度をなして進む様子を示す図
【図３】第１実施例で示す投射型表示装置の構成図
【図４】各実施例で示す投射型表示装置に搭載可能な光源部の構成図
【図５】光源部と表示パネルと投射領域の相関図
【図６】第１実施例における画像処理のフローチャートを示す図
【図７】第１実施例における画像処理の様子を示す図
【図８】第２実施例で示す投射型表示装置の構成図
【図９】第２実施例における画像処理のフローチャートを示す図
【図１０】第３実施例で示す投射型表示装置の構成図
【図１１】第３実施例における画像処理のフローチャートを示す図
【図１２】第４実施例における投射型表示システムの構成図
【図１３】第４実施例における投射型表示システムの構成図
【図１４】第４実施例における画像処理のフローチャートを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の相対配置などは、この発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、本発明は後述の実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。
【００１３】
〔照明光学系の構成〕
図１及び図２を用いて本発明の各実施例で示すプロジェクターに搭載可能な照明光学部（照明光学系）１０６について説明する。
【００１４】
まず、図１を用いて照明光学部１０６の構成について説明する。照明光学部１０６は、表示パネル１１０（被照明面）を照明する照明光学系である。そして、照明光学部１０６は、光源部１０４からの光を受光する第１のフライアイレンズ１と、第１のフライアイレンズ１からの光を表示パネル１１０に導く第２のフライアイレンズ２とを備える。
【００１５】
なお、光源部１０４は光源ｉ（第１のサブユニット）、光源ｉｉ（第２のサブユニット）、光源ｉｉｉ（第３のサブユニット）を備えている。なお、第１〜第３のサブユニットはそれぞれ光源（発光点）を一つ備えていても複数備えていても良い。
【００１６】
次に、図２を用いて表示パネル１１０を複数の領域に分割して照明することが可能となる原理について説明する。
【００１７】
図２に示すように、光源ｉからの平行光束Ｌｉ、光源ｉｉからの平行光束Ｌｉｉ、光源ｉｉｉからの平行光束Ｌｉｉｉは第１のフライアイレンズ１に対して互いに異なる角度をなして入射する。より詳細には、平行光束Ｌｉ、平行光束Ｌｉｉ、平行光束Ｌｉｉｉはレンズセル１Ａに入射する。そして、レンズセル１Ａから出射した各平行光束は第２のフライアイレンズが備える複数のレンズセルのうち、レンズセル２Ａ、２Ｂ、２Ｃに入射する。
【００１８】
つまり、光源部１０４からの複数の光束のうち、第１のフライアイレンズが備える複数のレンズセルのうち同一のレンズセルに入射した複数の光束は、第２のフライアイレンズが備える複数のレンズセルのうち互いに異なるレンズセルに入射する。その結果、照明光学部１０６は、表示パネル１１０を領域１１０ａ、ｂ、ｃに分割して照明することが可能となる。
【００１９】
ここで、第１のフライアイレンズ１における領域分割方向でのレンズセルのピッチをｐとし、各レンズセルの焦点距離をｆとする。このとき、平行光束Ｌｉ，Ｌｉｉ，Ｌｉｉｉは、互いに隣接する照明光束間（Ｌｉ，Ｌｉｉ間およびＬｉ，Ｌｉｉｉ間）において、
θ＝ａｔａｎ（ｐ／ｆ）
なる角度をなして第１のフライアイレンズの同一のレンズセルに入射すると好ましい。
【００２０】
なお、照明光学部１０６の構成は上述の構成に限られず、被照明面を複数の領域に分割して照明することが可能な構成であれば良い。また、前述の図１と後述の図５において被照明面の領域の分割数が互いに異なるが、被照明面の領域の分割数は適宜調整可能である。
【００２１】
〔第１実施例〕
以下、図３を参照して、本発明の第１実施例としてのプロジェクター（投射型表示装置）１００の構成について説明する。
【００２２】
図３において、プロジェクター１００は、操作部１０１、制御部１０２、駆動部１０３、光源部１０４、蛍光体部１０５、照明光学部１０６（照明光学系）、画像取得部１０７、画像処理部１０８を備えている。さらに、プロジェクター１００は、パネル駆動部１０９、表示パネル１１０（光変調素子）、投射光学部１１１（投射光学系）、故障検出部（性能取得部）１１２、領域算出部１１３（領域取得部）、色分離合成部１２２（色分離合成系）を備えている。
【００２３】
操作部１０１は、プロジェクター１００の設定変更や光源の点灯、消灯操作等を行うためのユーザーインターフェースである。具体的には、操作部１０１はプロジェクター１００の上面に設けられているボタン群、タッチパネル等のユーザーが操作可能なインターフェースである。
【００２４】
制御部１０２は、操作部１０１から送信されるデータを基に、データ処理を行い、制御対象のブロックに指令を出す。また、制御部１０２は、後述の蛍光体部１０５の回転速度の制御等を行う。
【００２５】
駆動部１０３は、定電流源の回路構成を有し、光源部１０４を定電流源により駆動発光させる。また、駆動部１０３により、光源部１０４の点灯、消灯の制御、及び光源部１０４の輝度の制御を行うことが可能となる。
【００２６】
光源部１０４は複数の光源を含む光源ユニットと光源光学系とで構成される。本実施例では光源として青色ＬＤ光源を用いている。また、光源光学系は、青色ＬＤ光源からの光束を後述の蛍光体部１０５に導くとともに、蛍光体部１０５からの蛍光光と非変換光とを照明光学部１０６へ導くように構成されている。
【００２７】
図４及び図５を用いて光源部１０４の構成について、より詳細に説明する。
【００２８】
図４に示すように本実施例においては、光源部１０４は、４個の青色ＬＤ光源を直列接続した系統を１系統としたときに計４つの系統を備えている。つまり、光源部１０４は１６個の青色ＬＤ光源を備えている。図４において、第１系統回路は、４個の青色ＬＤ光源Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４及び第１系統駆動回路１０３ａにより構成される。第２系統駆動回路は、４個の青色ＬＤ光源Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３，Ｌ２４及び第２系統駆動回路１０３ｂにより構成される。
【００２９】
第３系統回路は、４個の青色ＬＤ光源Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３，Ｌ３４及び第３系統駆動回路１０３ｃにより構成される。第４系統回路は、４個の青色ＬＤ光源Ｌ４１，Ｌ４２，Ｌ４３，Ｌ４４、及び第４系統駆動回路１０３ｄにより構成される。各系統駆動回路１０３ａ〜１０３ｄは、定電流源の回路構成を有し、４個の青色ＬＤ光源を定電流源により駆動発光させる。
【００３０】
図５は、光源部１０４を構成する固体光源の配置図及び光源部１０４と表示パネル１１０と投射領域２００との相関を示す図である。図５において、光源部１０４は、図４に示す光源部１０４と同様の構成である。第１系統に属する青色ＬＤ光源Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４は、表示パネル１１０の領域Ａを照射するように配置する。また、第２系統に属する青色ＬＤ光源Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４は、表示パネル１１０の領域Ｂを照射するように配置する。
【００３１】
また、第３系統に属する青色ＬＤ光源Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４は、表示パネル１１０の領域Ｃを照射するように配置する。また、第４系統に属する青色ＬＤ光源Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３、Ｌ４４は、表示パネル１１０の領域Ｄを照射するように配置する。
【００３２】
さらに、表示パネル１１０と投射領域２００における領域の相関について説明する。なお、ここでいう投射領域２００とは表示パネル１１０を照明している光を全てスクリーン等の被投射面に投射した場合にスクリーン上に映る矩形の画像を意味する。投射領域２００は、投射光学部１１１が所定の状態にある場合に、スクリーンのうち、プロジェクター１００がスクリーンに投射し得る最大サイズの画像（全面が白色の画像等）が表示されている領域を意味するともいえる。
【００３３】
さらに言い換えれば、投射領域２００とは、表示パネル１１０上の照明領域がなり得る最大の面積に投射光学系部１１１による拡大倍率をかけた面積である。
【００３４】
表示パネル１１０の領域Ａに表示される画像は、投射領域の最上段である領域Ａ２００ａに投射される。同様に、表示パネル１１０の領域Ｂに表示される画像は、投射領域の領域Ｂ２００ｂに投射される。また、表示パネル１１０の領域Ｃに表示される画像は、投射領域の領域Ｃ２００ｃに投射され、表示パネル１１０の領域Ｄに表示される画像は、投射領域の領域Ｄ２００ｄに投射される。
【００３５】
このように、複数の青色ＬＤ光源を持つ系統を複数用いることで、表示パネル１１０を複数の被照明領域に分割して照明することができる。さらに、複数の被照明領域の状態を各系統が備える青色ＬＤ光源のＯＮＯＦＦや輝度の調整によって制御することも可能となる。
【００３６】
蛍光体部１０５は、黄色蛍光体粒子をバインダーに混ぜた蛍光体層を金属製基板に塗布した蛍光体ホイールと、蛍光体ホイールを回転させるモーターとで構成されている。蛍光体層は光源部１０４が備える青色ＬＤ光源からの光束の一部の波長を変換して蛍光光（変換光）として射出するとともに、残りを非変換光として射出する。これにより、蛍光体部１０５は青色光である非変換光と黄色光である蛍光光とを合成して白色光を射出することが可能となる。
【００３７】
照明光学部１０６は、前述の図１に示す通り、光源ユニットに含まれる複数の光源が発する複数の光束のそれぞれを、表示パネル１１０における複数の被照明領域のそれぞれに導くように構成されている。
【００３８】
色分離合成部１２２は、照明光学部１０６からの光束を赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光の３原色に分けて表示パネル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに導く。さらに、色分離合成部１２２は、表示パネル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂからの光束を合成して投射光学部１１１へ導く。
【００３９】
画像取得部１０７は、外部の映像機器等からの入力信号（投射画像に関する情報）を取得する。投射画像とは外部の映像機器からの入力信号に基づく画像であり、ユーザーがスクリーンに表示したい画像ともいえる。なお、映像機器としてはパーソナルコンピュータやＤＶＤプレイヤー、スマートフォン等がある。
【００４０】
画像処理部１０８は、画像取得部１０７の取得結果を基に、入力画像（投射画像）のフォーマット、解像度等を設定し、入力画像を表示するために必要なデータである画像データをパネル駆動部１０９に送信する。すなわち、画像データとは投射画像に関する情報であり、画像処理部１０８は、投射画像に関する情報を処理する。
【００４１】
パネル駆動部１０９は、画像処理部１０８からのデータを基に、表示パネル１１０を駆動するための駆動電圧等を設定する。
【００４２】
表示パネル１１０は、ＲＧＢ光にそれぞれ対応した赤色表示パネル１１０Ｒ、緑色表示パネル１１０Ｇ、青色表示パネル１１０Ｂの３枚の表示パネルであり、各表示パネルは反射型液晶表示パネルである。なお、表示パネル１１０は反射型液晶表示パネルではなく、透過型液晶表示パネルであってもよい。
【００４３】
投射光学部１１１は、色分離合成部１２２を通った表示パネル１１０からの光束をスクリーン等の被投射面に導く。
【００４４】
故障検出部１１２は、本実施例においては、光源部１０４を構成する光源に供給する電流値を検出するマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）等の電流取得部であり、開放故障した固体光源を駆動している系統を検出する。
【００４５】
その他にも、故障検出部１１２は、光源部１０４の輝度を検出する輝度センサなどの輝度取得部や、光源部１０４の温度を取得する温度センサなどの温度取得部等であってもよい。つまり、故障検出部１１２は光源の性能変化に関する情報を取得する性能取得部ある。また、光源部１０４が備える複数の青色ＬＤ光源のうち電流、輝度、温度等が所定の値以上（あるいは以下）である青色ＬＤ光源が所定の個数以上あるかどうかを検出することにより、光源部１０４の異常を検出することが可能な異常検出部でもある。
【００４６】
領域算出部１１３は、故障検出部１１２の検出結果を基に、光源部１０４の光が表示パネル１１０を照射している領域の面積を算出する。そして、入力画像全体を投射領域に表示するために表示パネル１１０の全画素領域のうち使用する画素領域を算出する。すなわち、領域算出部１１３は、光変調素子からの光束が投射されている被投射面のうち所定の明るさ以上である領域に関する情報を取得する領域取得部である。
【００４７】
以上が、プロジェクター１００の構成である。
【００４８】
次に、図６及び図７を用いて、被照明面を複数の領域に分割して照明するとともに、光源の性能低下による投射画像への影響を抑制することが可能となる原理について説明する。なお、被照明面を複数の領域に分割して照明することが可能となる原理については前述の通りである。
【００４９】
図６は、プロジェクター１００において、光源の性能低下を検出した場合に、投射画像のサイズあるいは位置を調整する処理を示すフローチャートである。
【００５０】
まず、ステップＳ１００において、画像取得部１０７は、外部の映像機器から画像データ（入力信号）を取得する。
【００５１】
次に、ステップＳ１０１において、画像処理部１０８が入力された画像データの入力フォーマット等を基に画像処理を行って画像データを生成し、生成した画像データをパネル駆動部１０９に送信する。そして、パネル駆動部１０９は、画像処理部１０８から送信された画像データを基に、表示パネル１１０を駆動するための駆動電圧等を設定する。表示パネル１１０は、光源部１０４の光をパネル駆動部１０９からの信号に応じて変調して画像光を形成する。そして、画像光が投射光学部１１１を介してスクリーン等の被投射面に投射される。
【００５２】
次に、ステップＳ１０２において、故障検出部１１２は、光源部１０４を構成する青色ＬＤ光源のいずれかが開放故障しているか否かを判定する。ステップＳ１０２において、いずれかの青色ＬＤ光源が開放故障していると判定された場合、ステップＳ１０３の処理を実行する。一方、ステップＳ１０２において、青色ＬＤ光源が開放故障していないと判定された場合、所定の時間経過後に再びステップＳ１０２の処理を実行する。
【００５３】
なお、所定の系統に含まれる複数の青色ＬＤ光源のいずれかが開放故障によって消灯すると、開放故障していない青色ＬＤ光源に電流が流れないために、この系統に含まれる複数の青色ＬＤ光源の全てが消灯してしまうおそれがある。これは、開放故障によって、開放故障した青色ＬＤ光源の抵抗値が非常に大きくなり、故障した青色ＬＤ光源の箇所が断線したかのような状態になるためである。
【００５４】
また、本実施例のステップＳ１０２では、故障検出部１１２が開放故障している青色ＬＤ光源があるかどうかを検出するが、故障検出部１１２は短絡故障している青色ＬＤ光源が所定の数以上あるかどうかを検出しても良い。すなわち、故障検出部１１２は光源部１０４の性能低下を検出できれば良い。ステップＳ１０２において、光源の開放故障が検出されなかった場合には、所定の時間経過後に再びステップＳ１０２を実行する。
【００５５】
ステップＳ１０３において、領域算出部１１３は、故障検出部１１２の検出結果を基に、表示パネル１１０に照射される照度値が閾値以下となる領域を算出する。
【００５６】
ステップＳ１０４において、画像処理部１０８は、領域算出部１１３の算出結果を基に照度値が閾値以下となる領域内に画像が表示されているか否かを判定する。言い換えれば、画像処理部１０８が、照度低下領域内に画像表示に使用される画素が含まれているか否かを判定する。ただし、黒表示を行っている画素に関しては、照度低下に影響され難いため、上記判定から除外する。
【００５７】
ステップＳ１０４において、照度値が閾値以下となる領域内に画像が表示されていると判定された場合、ステップＳ１０５の処理を実行する。すなわち、光源の性能低下による投射画像への影響があると判定された場合、ステップＳ１０５の処理を実行する。一方、ステップＳ１０４において、照度値が閾値以下となる領域内に画像が表示されていないと判定された場合、所定の時間経過後に再びステップＳ１０２を実行する。
【００５８】
ステップＳ１０５において、画像処理部１０８が領域算出部１１３の算出結果を基に照度値が閾値以下となる領域を除く領域のうち、最大の領域を算出する。言い換えれば、ステップＳ１０５において、領域算出部１１３は、被投射領域のうち所定の明るさ以上である領域に関する情報を取得する。
【００５９】
次に、ステップＳ１０６において、画像処理部１０８は、領域算出部１１３が算出した所定の明るさ以上の領域に投射画像の全体を表示するために、投射画像に関する情報を処理する。具体的には、ステップＳ１０６では入力画像の解像度変更が必要かどうかを判定する。ここで、入力画像の解像度変更が不要な場合とは、例えば、前述の図５に示す表示パネル１１０の照明領域のうち領域Ｂ及び領域Ｃにある画素のみを用いて画像を表示しており、領域Ｂを照明している第２系統の青色ＬＤ光源群が故障した場合を意味する。
【００６０】
このような場合、入力画像の解像度を変更しなくても、言い換えれば、画像サイズを縮小しなくても、領域Ｂ及び領域Ｃの画素のみを用いて表示していた画像を領域Ｃ及び領域Ｄにある画素のみを用いて表示すればよい。すなわち、画像位置を調整する（画像を表示するために使用する画素を変更する）ことで、被投射面のうち所定の明るさ以上の領域に投射画像の全体を表示することが可能となる。言い換えれば、画像処理部１０８は、被投射面のうち所定の明るさ以上である領域に投射画像の全体が表示されるように、投射画像の位置を調整する。このような画像処理をステップＳ１０９で画像処理部１０８が行う。
【００６１】
一方、入力画像の解像度変更が必要な場合とは、上記の画像位置の調整を行ったとしても、被投射面のうち所定の明るさ以上の領域に投射画像の全体を表示することができない場合である。例えば、ステップＳ１０６実行時の投射画像の縦寸法が、ステップＳ１０５で算出した領域の縦寸法よりも大きい場合である。
【００６２】
このような場合、画像位置の調整は行わず、ステップＳ１０７で画像サイズの縮小を行う。画像サイズの縮小とは、例えば、ステップＳ１０７の実行前は、図５に示す表示パネル１１０の照明領域のうち、領域Ａ〜Ｄを用いて表示していた画像を、領域Ｃ及びＤのみで表示するように、画像処理部１０８が画像データを処理することを意味する。
【００６３】
なお、ステップＳ１０７の実行時は、投射画像のアスペクト比（画像の幅と高さの数値比率）を維持したまま画像サイズを縮小する。すなわち、画像処理部１０８は、被投射面のうち所定の明るさ以上である領域に投射画像の全体が表示されるように、投射画像の大きさを調整する。
【００６４】
ステップＳ１０８において、画像処理部１０８は、パネル駆動部１０９に表示画像データを送信する。パネル駆動部１０９は、画像処理部１０８からのデータを基に、表示パネル１１０を駆動するための駆動電圧等を設定する。そして、表示パネル１１０は、照明光により画像光を形成し、形成された画像光は照明光学部１０６及び投射光学部１１１を介して、スクリーン等の被投射面に投影される。
【００６５】
以上のステップＳ１０１からステップＳ１０８までの処理を実行した後、表示画像のサイズを変更する一連の処理を終了する。
【００６６】
上述の図６に示すフローを実行したことによるスクリーン上の投射画像の変化について、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて説明する。
【００６７】
図７（ａ）は光源部１０４が備える複数の青色ＬＤ光源が正常に点灯しており、投射画像の全体が投射領域２００に表示されている状態を示している。図７（ａ）に示す正常な状態から、長時間使用やプロジェクター１００へ外部から衝撃が加わったこと等によって、図７（ｂ）に示すように、光源部１０４を構成する青色ＬＤ光源の一部が故障して不点灯になり、投射領域の照度が一部低下したとする。この場合、前述の図６に示すフローを実行することによって、図７（ｃ）に示すように、被投射面のうち所定の明るさ以上の領域に、投射画像の全体を表示することが可能となる。
【００６８】
このように、本実施例によれば、被照明面を複数の領域に分割して照明するとともに、光源の性能低下による投射画像への影響を抑制することが可能となる。
【００６９】
なお、本実施例においては、被投射面上で所定の明るさ以上の領域として、第１の領域と第２の領域があり、かつ第１の領域の面積の方が第２の領域の面積よりも大きい場合は、第１の領域に投射画像の全体が表示されるように、投射画像の大きさを調整する。
しかしながら、第１の領域と第２の領域の面積が同じ場合は、投射画像の全体が表示される領域はどちらでもよい。あるいは、第１の領域と第２の領域の面積が同じ場合はより上の方に位置する領域に投射画像の全体が表示されるように、投射画像の大きさを調整してもよく、ユーザーが任意に設定できるようにしてもよい。
【００７０】
〔第２実施例〕
図８及び図９を用いて本発明の第２実施例について説明する。
【００７１】
図８は本実施例におけるプロジェクター１２０の構成を示す図である。前述の第１実施例におけるプロジェクター１００との違いは、故障検出部１１２の代わりに照度検出部１２１を備える点である。より詳細には、前述の第１実施例は光源の異常を検出する故障検出部１１２として、輝度取得部、電流取得部、温度取得部のうちいずれかを備えた構成であった。これに対して、本実施例においては照度検出部（照度取得部）１２１を備え、投射領域の照度変化を検出することで、光源の異常を検出する。なお、照度検出部１２１は被投射面の照度分布を取得可能な照度センサ等である。
【００７２】
図９はプロジェクター１２０において、光源の性能低下を検出した場合に、投射画像のサイズあるいは位置を調整する処理を示すフローチャートである。前述の図６に示すフローチャートとの違いは、ステップＳ１０２の代わりにステップＳ２０１を実行する点である。
【００７３】
ステップＳ２０１において、照度検出部１２１が投射領域の照度を検出し、領域算出部１１３が照度検出部１２１による取得結果を受けて、照度値が閾値以下である領域が存在するかを判定する。これにより、領域算出部１１３は被投射面において所定の明るさ以上である領域に関する情報を取得することが可能となる。一方、ステップＳ２０１において、投射領域の中で、照度値が閾値以下となる領域が存在しないと判定された場合、所定の時間経過後に再びステップＳ２０１の処理を実行する。
【００７４】
このように、本実施例においては、光源の異常を直接検出するのではなく、被投射面上の照度から光源の異常を間接的に検出している。このような構成であっても、被照明面を複数の領域に分割して照明するとともに、光源の性能低下による投射画像への影響を抑制することが可能となる。
【００７５】
なお、本実施例においては、照度検出部１２１による検出結果に基づいて、領域算出部１１３が被投射面のうち所定の明るさ以上である領域に関する情報を取得する。しかしながら、例えば、プロジェクター１００が被投射面を撮影可能な撮影装置を備えている構成であってもよい。このような構成において、撮影装置による撮影結果から領域算出部１１３が被投射面のうち所定の明るさ以上である領域に関する情報を取得可能であれば、プロジェクター１００は光源の異常を検出する部を備えていなくてもよい。
【００７６】
〔第３実施例〕
図１０及び図１１を用いて本発明の第３実施例について説明する。
【００７７】
図１０に本実施例における投射型表示装置としてのプロジェクター１３０の構成を示す。前述の第１実施例におけるプロジェクター１００との違いは、投射光学部１１１がズーミング及びレンズシフトが可能になっている点である。具体的には、図１０に示す通り、プロジェクター１３０は複数のレンズユニット１１１ａ、測距部（距離取得部）１３１、ズーム補正部（第１の設定部）１３２、レンズシフト部（移動部、第２の設定部）１３３をさらに備えている点である。
【００７８】
これにより、本実施例では、第１及び第２実施例における投射画像のサイズあるいは位置の調整後に光学ズームを使用して、投射画像を拡大する。そして、レンズシフト機能を使用して、投射画像をスクリーン等の被投射面の中心に移動する処理を行う。
【００７９】
図１０において、複数のレンズユニット１１１ａはズーミングに際して互いの間隔を変化させるように光軸方向に移動する。投射光学部１１１は、複数のレンズユニット１１１ａを光軸方向に移動させるための機構を備えている。
【００８０】
測距部１３１は測距センサ等であり、プロジェクター１３０の投射距離、つまり、プロジェクター１３０からスクリーン等の被投射面までの距離を測定する。本実施例にいては、測距部１３１による測距部１３１からスクリーンまでの距離の計測結果を基にして、投射光学部１１１における光の射出面末端からスクリーン等の被投射面までの距離を測定する距離取得部である。
【００８１】
ズーム補正部１３２は、画像処理部１０８による画像処理後の画像データと測距部１３１からの測距データとを基にズーム率を算出する。そして、算出結果に応じて複数のレンズユニット１１１ａを移動して、投射画像を拡大する。言い換えれば、ズーム補正部１３２は、測距部１３１による取得結果と、画像処理部１０８による投射画像に関する情報の処理結果を元に複数のレンズユニット１１１ａの光軸方向の移動量を設定する。
【００８２】
レンズシフト部１３３は、投射光学部１１１を光軸と直交する方向に移動させる機構（移動部）と、画像処理部１０８による処理結果と測距部１３１からの測距データとを基にシフト量を算出する部（第２の設定部）とを備えている。そして、レンズシフト部１３３は、第２の設定部による算出結果（設定結果）に応じて、投射画像の中心がスクリーン等の被投射面の中心に近づくように、投射光学部１１１を光軸と直交する方向へ移動させる。
【００８３】
図１１は、本実施例においてプロジェクター１３０が行うフローチャートである。前述の図６に示すフローチャートとの違いは、ステップＳ３０１及びＳ３０２を新たに備える点である。ステップＳ１０８までは前述の第１実施例と同様であるため、ここではステップＳ３０１以降の処理について説明する。
【００８４】
ステップＳ３０１において、ズーム補正部１３２は、画像処理部１０８による画像処理後の画像データと測距部１３１からの測距データとを基に、ズーム率を算出して、その算出結果に応じて、複数のレンズユニット１１１ａを移動する。
【００８５】
ステップＳ３０２において、レンズシフト部１３３は、画像処理部１０８による画像処理後の画像データと測距部１３１からの測距データとを基に、シフト量を算出して、その算出結果に応じて、投射光学部１１１を移動させる。
【００８６】
このように本実施例によれば、光学ズーム及びレンズシフト機構を用いることで、光源の性能低下による投射画像への影響を抑制するための処理によって生じる投射画像の縮小や位置ずれを抑制することが可能となる。
【００８７】
なお、本実施例では、ステップＳ３０１の処理を実行した後に、ステップＳ３０２の処理を実行する構成であるが、以下のような構成であってもよい。例えば、ステップＳ３０２の処理を実行した後に、ステップＳ３０１の処理を実行する構成であってもよい。
【００８８】
また、本実施例では、ステップＳ１０８の処理を実行した後にステップＳ３０１とステップＳ３０２の処理を実行する構成であるが、以下のような構成であってもよい。例えば、ステップＳ３０１と、ステップＳ３０２の処理を実行した後に、ステップＳ１０８の処理を実行する構成であってもよい。
【００８９】
また、プロジェクター１３０は、前述の投射画像をスクリーン等の被投射面の中心に移動させる以外にも以下のように投射画像の中心を移動させてもよい。すなわち、ステップＳ３０２では被投射面における投射画像の中心を、ステップＳ１０７あるいはステップＳ１０９を実行する前の投射画像の中心位置に戻すように投射画像の中心を移動させる構成であってもよい。このような構成においては、撮影装置等を用いて、被投射面における、ステップＳ１０７あるいはステップＳ１０９を実行する前の投射画像の中心位置を記憶しておくと好ましい。
【００９０】
また、本実施例では光学ズーム及びレンズシフト機構の双方を用いていたが、プロジェクター１３０は片方のみを備えている構成であってもよい。
【００９１】
〔第４実施例〕
図１２から図１４を用いて、本発明の第４実施例について説明する。本実施例においては前述の各実施例と異なり、複数の投射型表示装置を用いた投射型表示システム（マルチプロジェクションシステム）について説明する。
【００９２】
図１２は、本実施例におけるマルチプロジェクションシステムの構成と、マルチプロジェクションシステムによるマルチ投影の様子を示す図である。
【００９３】
図１２において、１０はスクリーン等の被投射面であり、１１は第１のプロジェクター（第１の投射型表示装置）３００による第１の投射領域であり、１２は第２のプロジェクター（第２の投射型表示装置）４００による第２の投射領域である。
【００９４】
第１の投射領域１１の右端と第２の投射領域１２の左端とは互いに隣接しており、いわゆるマルチ投影の状態となっている。ただし、第１の投射領域１１の右端と第２の投射領域１２の左端とは、完全に隣接する必要はない。例えば、両投射領域は、第１の投射領域１１のうち右端に近い所定の領域と第２の投射領域１２のうち左端に近い所定の領域とが重なっている、いわゆるエッジブレンディングの状態であってもよい。
【００９５】
２０は映像機器であり、映像機器２０と第１のプロジェクター３００とはデータ通信線１３で接続されており、映像機器２０と第２のプロジェクター４００とはデータ通信線１４で接続されている。そして、第１のプロジェクター３００と第２のプロジェクター４００とはデータ通信線１５で接続されている。これらのデータ通信線で接続されている機器同士はデータ通信を行うことが可能である。ただし、データ通信線１３、１４、１５の代わりに無線通信を用いても良い。
【００９６】
図１３は、第１のプロジェクター３００及び第２のプロジェクター４００の構成を示す図である。
【００９７】
図１３において、画像補正部１１４、補正値格納部１１５、通信部１１６以外は前述の図３で示すプロジェクター１００の構成と同様である。また、本実施例において第１のプロジェクター３００と第２のプロジェクター４００は、故障検出部１１２としての電流検出部を備えている。
【００９８】
画像補正部１１４は、領域算出部１１３の算出結果を基に、表示パネル１１０を構成する全画素のうち、使用する画素領域に合わせて入力画像の大きさを補正する。そして、画像補正部１１４は、補正値格納部１１５に補正データを格納する。
【００９９】
補正値格納部１１５は、不揮発性のメモリであり、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等がある。そして、補正値格納部１１５には、後述のように補正に必要な情報が格納される。
【０１００】
通信部１１６は、第１のプロジェクター３００と第２のプロジェクター４００間でデータ通信を行うことが可能な送受信機である。
【０１０１】
次に、図１４を用いてマルチプロジェクションシステムにおいて、光源の性能低下を検出した場合に、投射画像のサイズあるいは位置を調整する処理を示すフローチャートについて説明する。なお、図１４では、第１のプロジェクター３００が備える光源部１０４中の青色ＬＤ光源に流れる電流の値が所定の値以下となった青色ＬＤ光源がある場合、すなわち、第１のプロジェクター３００において光源の異常が発生した場合を想定している。
【０１０２】
図１４に示すフローチャートと図６に示すフローチャートとの違いは、新たにステップＳ４０１〜Ｓ４０４を備える点であるため、ステップＳ４０１以降を説明する。ステップＳ４０１において、第１のプロジェクター３００の画像補正部１１４は、補正に必要な情報を補正値格納部１１５に格納する。具体的には、入力画像情報、補正後の解像度、表示領域の位置及び大きさである。そして、第１のプロジェクター３００の画像補正部１１４は、通信部１１６を介して、第２のプロジェクター４００の画像補正部１１４と、情報の送受信を行う。
【０１０３】
この情報の送受信により、各画像補正部１１４は、それぞれの補正値格納部１１５に格納された情報を共有する。なお、補正値格納部１１５に格納可能な情報は、入力画像情報、補正後の解像度情報、表示領域に関する情報に加え、他のプロジェクターの画像補正情報がある場合は、その情報である。
【０１０４】
次に、ステップＳ４０２において、第２のプロジェクター４００の画像補正部１１４は、第２のプロジェクター４００が投射している画像を補正する必要があるか否かを判定する。ステップＳ４０２において、画像を補正する必要があると判定された場合、ステップＳ４０３の処理を実行する。一方、ステップＳ４０２において、画像を補正する必要がないと判定された場合、ステップＳ１０８の処理を実行する。
【０１０５】
上記判定処理について、詳細に説明すると、まず、第２のプロジェクター４００の画像補正部１１４は、自身が投射する画像と、それに隣接する画像を比較して、それぞれの画像が関係する画像であるか判定する。つまり、それぞれの画像を繋ぎ合わせて、一つの画像を構成しているか判定する。そして、隣接画像を繋ぎ合わせて、一つの画像を構成していると判定した場合、自身が投射している画像の補正が必要であると判定する。
【０１０６】
ステップＳ４０３において、第２のプロジェクター４００の画像補正部１１４は、補正値格納部１１５に格納された情報を基に、現在表示している表示画像のアスペクト比を維持したまま、入力画像の解像度を変更する。あるいは、解像度を変更せずに投射画像の全体を合成投射領域のうち所定の明るさ以上の領域に表示できる場合には、画像補正部１１４は、投射画像の位置を調整する。
【０１０７】
次に、ステップＳ４０４において、各プロジェクターの画像補正部１１４は、隣り合う投射領域に投射される画像が、繋ぎ合わさるように、表示パネル１１０を構成する全画素のうち、画像表示に使用する画素領域を算出する。つまり、表示パネル１１０を構成する全画素のうち、表示を開始する画素位置を算出する。
【０１０８】
次に、ステップＳ１０８において、各プロジェクターのパネル駆動部１０９は、画像補正部１１４からのデータを基に、表示パネル１１０を駆動するための駆動電圧等を設定する。そして、表示パネル１１０は、照明光により、画像光を形成し、形成された画像光は、照明光学部１０６、及び投射光学部１１１を介して、スクリーン等の投射領域に投射される。
【０１０９】
以上、ステップＳ１００からステップＳ１０８までの処理を実行した後、２台のプロジェクターを用いたマルチ投影において、各プロジェクターが投射する画像を補正する一連の処理を終了する。
【０１１０】
このように、本実施例によれば、被照明面を複数の領域に分割して照明するとともに、光源の性能低下による投射画像への影響を抑制することが可能なマルチプロジェクションシステムを提供することが可能となる。より詳細には、第１の投射領域と第２の投射領域を含む領域を合成投射領域とするとき、第１のプロジェクター３００及び第２のプロジェクター４００の画像処理部１０８が以下のような画像処理を行う。すなわち、画像処理部１０８は、合成投射領域のうち所定の明るさ以上の領域に投射画像の全体が表示されるように画像処理を行う。
【０１１１】
なお、本実施例において、第１のプロジェクター３００及び第２のプロジェクター４００の双方が画像処理部１０８及び画像補正部１１４を備える構成を例示したが、以下のような構成であってもよい。すなわち、第１のプロジェクター３００及び第２のプロジェクター４００とは異なるＰＣ等の電子機器が画像処理部１０８と画像補正部１１４とを備える構成であってもよい。言い換えれば、第１のプロジェクター３００及び第２のプロジェクター４００が備える各部のいずれかを備える電子機器を用いたマルチプロジェクションシステムであっても良い。
【０１１２】
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。
【０１１３】
〔他の実施形態〕
前述の第４実施例は、複数のプロジェクターを用いたマルチプロジェクションシステムの構成であったが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は複数のプロジェクターを用いて複数の画像を重ね合わせる、いわゆるスタック投影を行う投射型表示システムにも適用可能である。
【０１１４】
スタック投影を行う投射型表示システムにおいて、被投射面において所定の明るさ以上の領域に投射画像の全体が表示されるようにしてもよい。なお、第１のプロジェクターにおける照度低下領域の位置と、第２のプロジェクターにおける照度低下領域の位置とが同じ場合であっても、両照明低下領域の位置が互いに異なる場合であってもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１００  プロジェクター（投射型表示装置）
１０６  照明光学部（照明光学系）
１０７  領域算出部（領域取得部）
１０８  画像処理部
１１０  表示パネル（光変調素子）
【図１】
2017003910.tif 000003
【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】
2017003910.tif 000013
【図１２】
2017003910.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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