(57)【要約】  【課題】  複数の光源の輝度を一つの光検出素子４で測定することによって、部品コストをより安くしたプロジェクタ装置を提供する。  【解決手段】  複数の光源のそれぞれの輝度を算出し、この輝度を制御する光源駆動部１と、複数の光源の輝度を測定する一つの光検出素子４と、光検出素子４からの信号を輝度情報に変換する輝度測定部３と、光源の特性を記憶している光源出力特性記憶部２とを備え、光源の輝度の測定と調整を一つの光検出素子４で行うことができる。【選択図】  図１
2009109956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像表示部と、
この映像表示部に対して、光源からの照射光と入力映像信号を合成して映像信号に変換し、その映像信号を投射する映像変換部と、
この映像変換部に照射光を入力する複数の光源と、
この複数の光源のそれぞれの輝度を算出し、この輝度を制御する光源駆動部と、
前記複数の光源の輝度を測定する一つの光検出素子と、
この光検出素子からの信号を輝度情報に変換する輝度測定部と
からなるプロジェクタ装置。
【請求項２】
前記複数の光源が輝度調整可能な赤光源、緑光源、青光源からなり、
目標の赤、緑、青の光源の輝度が記憶されている光源出力特性記憶部を備え、
前記光源駆動部にて前記赤光源、緑光源、青光源の輝度を別々に変化させ、この変化した輝度から前記赤光源、緑光源、青光源のそれぞれの輝度を算出し、この輝度が前記光源出力特性記憶部で記憶されている目標の赤、緑、青の光源の輝度になるように前記赤光源、緑光源、青光源の輝度を調整しなおすことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ装置。
【請求項３】
プロジェクタ装置の光源の輝度制御方法であり、
前記複数の光源の輝度を別々のタイミングで変化させる第１の工程と、
一つの光検出素子を用いて、前記変化させた光源の輝度の変化量から複数の光源の輝度を算出する第２の工程と、
前記算出された光源の輝度と目標の輝度を比較し、目標の輝度になるように前記複数の光源の輝度を調整する第３の工程とを備えることを特徴とするプロジェクタ装置の光源の輝度制御方法。
【請求項４】
前記第１の工程、第２の工程、第３の工程が、アイリス制御時に行われる請求項３に記載のプロジェクタ装置の光源の輝度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶プロジェクタ等のスクリーンに画像を投射するプロジェクタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のプロジェクタ装置においては、赤・青・緑の光源の輝度を検出する３つの光検出素子をそれぞれの光源の行路に設け、予め求めていた目標の赤、緑、青の光源の輝度バランスになるように赤、緑、青の光源の輝度をそれぞれ調整する。
【０００３】
このような制御により、光源の輝度劣化の補正、ホワイトバランスのずれ補正や、色再現性が劣化するのを防止することができる。
【特許文献１】特開２００５−２０８２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の構成では、光源の輝度を調整するための光検出素子が赤、青、緑、それぞれの光源に対して必要になるため、部品コストが高くなってしまう。
【０００５】
そこで本発明は、複数の光源の輝度を一つの光検出素子で測定することによって、部品コストをより安くしたプロジェクタ装置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】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明のプロジェクタ装置は、
映像表示部と、
この映像表示部に対して、光源からの照射光と入力映像信号を合成して映像信号に変換し、その映像信号を投射する映像変換部と、
この映像変換部に照射光を入力する複数の光源と、
この複数の光源のそれぞれの輝度を算出し、この輝度を制御する光源駆動部と、
前記複数の光源の輝度を測定する一つの光検出素子と、
この光検出素子からの信号を輝度情報に変換する輝度測定部から構成される。
【０００７】
これにより、所期の目的を達成することができる。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように請求項１に記載の発明によれば、
映像表示部に対して、複数の光源からの照射光と入力映像信号を合成して映像信号に変換し、その映像信号を投射する過程において、
前記複数の光源の輝度を一つの光検出素子によって測定し、
この複数の光源のそれぞれの輝度を算出し、この輝度を制御することで、部品コストをより安くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明のプロジェクタ装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施例におけるプロジェクタ装置の構成を機能ブロック図で表したものである。
スクリーンなどで構成される映像表示部３００に対して、映像変換部２００では、光源部１００からの照射光と入力映像信号Ｓ０１を合成して映像信号に変換し、その映像信号を投射する。
【００１１】
この映像変換部２００に照射光を入力する複数の光源から構成される光源部１００において、この複数の光源のそれぞれの輝度を算出し、この輝度を制御する光源駆動部１と、
前記複数の光源の輝度を測定する一つの光検出素子４と、
この光検出素子４からの信号を輝度情報に変換する輝度測定部３から構成される。
【００１２】
この構成によって、光源部１００における複数の光源の輝度を目標の輝度になるように、光源駆動部１において調整を行う。この目標の光源の輝度の値は、光源出力特性記憶部２に予め記憶されていても良いし、入力映像信号Ｓ０１に応じて設定されても良いし、プロジェクタ装置の使用者によって設定されても良い。
【００１３】
次に本発明の第１の実施例におけるプロジェクタ装置の構成をより詳細に説明する。図２は、本発明の第１、２、３の実施の形態におけるプロジェクタ装置の構成を示すシステム構成図である。
【００１４】
図２において、輝度測定部３は、入射された光を電流に変換する光検出素子４が出力する変換電流Ｓ０５を電圧に変換し、測定輝度Ｓ０６として光源駆動部１に出力する。光源駆動部１はその測定輝度Ｓ０６と、光源出力特性記憶部２に記憶されている赤、緑、青の各光源の光源出力特性Ｓ０２を入力し、赤色を発光する赤光源１０１Ｒと緑色を発光する緑光源１０１Ｇと青色を発光する青光源１０１Ｂそれぞれを駆動する電流値である赤光源駆動電流Ｓ０３Ｒ、緑光源駆動電流Ｓ０３Ｇ、青光源駆動電流Ｓ０３Ｂを出力する。
【００１５】
さらに、光源駆動部１は光源出力特性記憶部２に変更情報Ｓ０４を出力することで、光源出力特性記憶部２は光源出力特性を更新する。赤光源用整形光学レンズ１０２Ｒは赤光源１０１Ｒが照射する光を整形し、緑光源用整形光学レンズ１０２Ｇは緑光源１０１Ｇが照射する光を整形し、青光源用整形光学レンズ１０２Ｂは青光源１０１Ｂが照射する光を整形する。赤用反射板１０３Ｒは、赤光源用整形光学レンズ１０２Ｒで整形された光の一部を、光検出素子４へ反射する。
【００１６】
緑用反射板１０３Ｇは、緑光源用整形光学レンズ１０２Ｇで整形された光の一部を、光検出素子４へ反射する。青用反射板１０３Ｂは、青光源用整形光学レンズ１０２Ｂで整形された光の一部を、光検出素子４へ反射する。赤用入射反射板１０４Ｒは、赤用反射板１０３Ｒにおいて光検出素子４に反射しなかった整形後の光を赤用空間変調素子２０１Ｒへ反射する。
【００１７】
青用入射反射板１０４Ｂは、青用反射板１０３Ｂにおいて光検出素子４に反射しなかった整形後の光を空間変調素子２０１Ｂへ反射する。空間変調素子制御部２０２は外部から入力される入力映像信号Ｓ０１から、赤用空間変調素子２０１Ｒの制御信号となる赤用空間変調素子制御信号Ｓ０７Ｒと緑用空間変調素子２０１Ｇの制御信号となる緑用空間変調素子制御信号Ｓ０７Ｇと、青用空間変調素子２０１Ｂの制御信号となる青用空間変調素子制御信号Ｓ０７Ｂとを出力する。合成光学レンズ２０３は赤用空間変調素子２０１Ｒと緑用空間変調素子２０１Ｇと青用空間変調素子２０１Ｂとで変調された光を出力映像Ｓ０８として出力する。出力映像Ｓ０８は投影光学レンズ３０１をへてスクリーン３０２へ投影される。
【００１８】
このような構成によって、一つの光検出素子４によって、複数の光源のそれぞれの輝度を算出可能であり、複数の光検出素子を用いる構成と比較して、安い部品コストで生産できる。
【００１９】
また本発明の効果として、一つの光検出素子４によって、複数の光源の輝度を測定するため、測定誤差として光検出素子のばらつきの影響を受けない測定が可能である。
【００２０】
一つの光検出素子４で、複数の光源の輝度を測定する方法を説明する。
図３に、一つの光検出素子４で、複数の光源の輝度を測定する方法のフローチャートを示す。
【００２１】
まず工程１において、複数の光源の輝度を別々のタイミングで変化させる。これは、赤光源１０１Ｒ、青光源１０１Ｂ、緑光源１０１Ｇからなる光源部において、例えば、赤光源１０１Ｒの現在の輝度を測定したい場合は、まず、赤光源１０１Ｒ、青光源１０１Ｂ、緑光源１０１Ｇからなる光源部全体の輝度を光検出素子４で測定しておき（この輝度をＬ０とする）、次に赤光源１０１Ｒのみの輝度を変化させる。
【００２２】
工程２においては、変化させた光源の輝度の変化量から複数の光源の輝度を算出する。これは、光検出素子４で、赤光源１０１Ｒの変化した後の輝度を測定する。これをＬＧＢとする。
【００２３】
ここで光源の輝度と設定電流の特性は相関があり、設定電流に対する輝度の特性を導くことにより、設定電流に対する光源の輝度の絶対値を算出することが可能になる。
【００２４】
設定電流に対する輝度の特性の導き方としては、両者が比例関係にあるとして、設定電流に対する輝度の変化量、すなわち傾きを求めて導いても良いし、光源の特性ばらつきを考慮したいくつかの設定電流に対する輝度の値のテーブルを何種類かもたせておき、比較参照しても良い。
【００２５】
このテーブルは、複数あっても良いし、テーブルは映像表示時において、学習によって更新されても、新規に追加されても良い。
【００２６】
具体的な輝度の求め方は、Ｌ０−ＬＧＢの差で算出される輝度変化をＬＲ１とする。
【００２７】
このＬＲ１は、設定電流の変化量に対する輝度の変化量として定義され、この輝度の変化量が、前記いくつかの設定電流に対する輝度の値のテーブルに対して、どのテーブルの特性に属するのかを選択する。
【００２８】
選択されたテーブルにて、この赤光源１０１Ｒにおいての設定電流と輝度の特性は決定され、その特性より、赤光源１０１Ｒの設定電流に対する絶対輝度を算出することが可能となる。
【００２９】
工程３では、算出された光源の輝度と目標の輝度を比較し、目標の輝度になるように光源の輝度を調整する。
【００３０】
以上の手順を複数の光源の数だけ繰り返すことで、光源の輝度の測定と調整を一つの光検出素子で行うことが可能となる。
【００３１】
（実施の形態２）
プロジェクタ装置において、光源の輝度を測定し、調整する方法の１つとして、ホワイトバランスを設定する方法がある。
【００３２】
このホワイトバランスの設定を例に挙げて、前記設定電流に対する輝度の関係のテーブルの作成方法と、それを用いての輝度の測定およびホワイトバランスの設定を説明する。
【００３３】
以下に、起動時にホワイトバランスを設定する手順を説明する。
【００３４】
なお、本実施例２において、１フレームの入力映像信号Ｓ０１は、赤、緑、青の３色で構成され、赤光源１０１Ｒ、緑光源１０１Ｇ、青光源１０１Ｂは、図４ａ、図４ｂ、図４ｃに示す電流値と輝度値の出力特性を持つこととして説明する。また、ホワイトバランスは、図５に示すように、複数の色温度毎に赤、緑、青の輝度値を比率として定義し、輝度値がこの比率になるように電流制御することにより、所望のホワイトバランスを実現できる。
【００３５】
まず、本発明のプロジェクタ装置について、電源投入時に、赤光源１０１Ｒ、緑光源１０１Ｇ、青光源１０１Ｂでの設定電流に対する輝度の関係のテーブルの作成方法を説明する。
【００３６】
電源投入後、光源駆動部１は、光源出力特性部２から所望の色温度の赤、緑、青の比率を光源出力特性Ｓ０２として読み込む。ここで、所望の色温度は光源出力特性記憶部２に保存された色温度とする。
【００３７】
次に、赤光源１０１Ｒの赤光源駆動電流Ｓ０３Ｒを徐々に増加させ、赤光源用整形光学レンズ１０２Ｒにて整形し、赤用反射板１０３Ｒで光の一部を反射させ光検出素子４にて変換電流Ｓ０５に変換し輝度測定部３へ出力する。
【００３８】
輝度測定部３は、変換電流Ｓ０５を測定輝度Ｓ０６として光源駆動部１へ出力する。この際に、赤光源駆動電流Ｓ０３Ｒと測定輝度Ｓ０６を変更情報Ｓ０４として、光源出力特性部２へ出力する。光源出力特性部２は、変更情報Ｓ０４から図４ａの赤光源 電流−輝度値テーブルを更新する。この操作を繰り返し、測定輝度Ｓ０６が目的の輝度になるまで赤光源駆動電流Ｓ０３Ｒを増加していく。ここで、目的の輝度とは光源出力特性記憶部２に保存された赤の輝度とする。
【００３９】
この過程において、赤光源１０１Ｒの設定電流に対する輝度の関係のテーブルが作成される。
【００４０】
次に、緑光源１０１Ｇの緑光源駆動電流Ｓ０３Ｇを徐々に増加させ、緑光源用整形光学レンズ１０２Ｇにて整形し、緑用反射板１０３Ｇで光の一部を反射させ光検出素子４にて変換電流Ｓ０５に変換し輝度測定部３へ出力する。輝度測定部３は、変換電流Ｓ０５を測定輝度Ｓ０６として光源駆動部１へ出力する。この際に、緑光源駆動電流Ｓ０３Ｇと測定輝度Ｓ０６を変更情報Ｓ０４として、光源出力特性部２へ出力する。光源出力特性部２は、変更情報Ｓ０４から図４ｂの緑光源 電流−輝度値テーブルを更新する。この操作を繰り返し、測定輝度Ｓ０６が目的の輝度になるまで緑光源駆動電流Ｓ０３Ｇを増加していく。ここで、目的の輝度とは光源出力特性記憶部２に保存された赤の輝度と緑色の輝度を足すことにより算出される。
【００４１】
この過程において、緑光源１０１Ｇの設定電流に対する輝度の関係のテーブルが作成される。
【００４２】
同様に、青光源１０１Ｂの青光源駆動電流Ｓ０３Ｂを徐々に増加させ、青光源用整形光学レンズ１０２Ｂにて整形し、青用反射板１０３Ｂで光の一部を反射させ光検出素子４にて変換電流Ｓ０５に変換し輝度測定部３へ出力する。輝度測定部３は、変換電流Ｓ０５を測定輝度Ｓ０６として光源駆動部１へ出力する。この際に、青光源駆動電流Ｓ０３Ｂと測定輝度Ｓ０６を変更情報Ｓ０４として、光源出力特性部２へ出力する。光源出力特性部２は、変更情報Ｓ０４から図４ｃの青光源 電流−輝度値テーブルを更新する。この操作を繰り返し、測定輝度Ｓ０６が目的の輝度になるまで青光源駆動電流Ｓ０３Ｂを増加していく。ここで、目的の輝度とは光源出力特性記憶部２に保存された赤の輝度と緑色の輝度と青色の輝度を足すことにより算出される。
【００４３】
この過程において、青光源１０１Ｂの設定電流に対する輝度の関係のテーブルが作成される。
【００４４】
以上の手順により、駆動時に光源の輝度の測定と調整を一つの光検出素子で行うことが可能となる。
【００４５】
なお、本実施例で説明した光学系の構成は一例であって、それに限るものではない。また、色の順番を入れ替えても同様の方法で実現できる。また、光源の配置は、入れ替えても同様の方法で実現できる。
【００４６】
また、視聴者の操作等により、色温度の変更がされた場合、再度ホワイトバランスを設定するのではなく、実施例２で作成した電流−輝度値テーブルを用いて設定することにより、瞬時にホワイトバランスの変更が可能である。
【００４７】
（実施の形態３）
プロジェクタ装置において、明るい映像シーンの入力映像信号Ｓ０１に対して、光源の輝度を上げて明るくし、暗い映像シーンの入力映像信号Ｓ０１に対して、光源の輝度を下げて暗くすることで、明暗のコントラスト比を上げて、映像の奥行き感を向上させる方法に、アイリス制御という制御方式がある。
【００４８】
本発明の一例として、赤、緑、青の３色のレーザ光源を用いたプロジェクタ装置において、前記アイリス制御を行いながら、レーザ光源の赤、緑、青それぞれの輝度を一つの光検出素子４で計測し、最適な輝度に制御する方法を説明する。
【００４９】
前記アイリス制御において、暗い入力映像信号Ｓ０１が入った場合、赤、緑、青の３色のレーザ光源を最大輝度に対して同じ比率分だけ下げる必要がある。例えば、光源の輝度を下げる比率を最大輝度の３０％まで下げなければならない場合は、すべての光源を同時に下げるのではなく、１つずつ別々に下げていく。
【００５０】
例えば、赤光源１０１Ｒから下げる場合は、まず現在の光源部全体の輝度を光検出素子４から測定する。この輝度をＬ０とする。次に３０％の輝度に相当する赤光源駆動電流Ｓ０３Ｒを設定し、赤光源のみの輝度を変化させる。これをＬＧＢとする。
【００５１】
ここで光源の輝度と設定電流の特性は相関があり、設定電流に対する輝度の特性を導くことにより、設定電流に対する光源の輝度の絶対値を算出することが可能になる。
【００５２】
設定電流に対する輝度の特性の導き方としては、両者が比例関係にあるとして、設定電流に対する輝度の変化量、すなわち傾きを求めて導いても良いし、光源の特性ばらつきを考慮したいくつかの設定電流に対する輝度の値のテーブルを何種類かもたせておき、比較参照しても良い。
【００５３】
このテーブルは、複数あっても良いし、テーブルは映像表示時において、学習によって更新されても、新規に追加されても良い。
【００５４】
具体的な輝度の求め方は、Ｌ０−ＬＧＢの差で算出される輝度変化をＬＲ１とする。
【００５５】
このＬＲ１は、設定電流の変化量に対する輝度の変化量として定義され、この輝度の変化量が、前記いくつかの設定電流に対する輝度の値のテーブルに対して、どのテーブルの特性に属するのかを選択する。
【００５６】
選択されたテーブルにて、この赤光源１０１Ｒにおいての設定電流と輝度の特性は決定され、その特性より、赤光源１０１Ｒの設定電流に対する絶対輝度を算出することが可能となる。
【００５７】
次に算出された光源の輝度と目標の輝度を比較し、目標の輝度になるように光源の輝度を調整する。
【００５８】
以上の手順を緑光源１０１Ｇ、青光源１０１Ｂの光源についても行うことで、光源の輝度の測定と調整を一つの光検出素子４で行うことが可能となる。
【００５９】
前記目標の輝度とは、目標のホワイトバランスに対する輝度比率をもった赤光源１０１Ｒ、青光源１０１Ｂ、緑光源１０１Ｇの輝度に相当する。
【００６０】
レーザ光源は、駆動電流を制御することで輝度の制御が可能であり、その電流に対する輝度の応答速度は、数十マイクロ秒オーダでの速い応答が可能である。
【００６１】
前記方法を用いれば、視聴者が映像を視聴しながらにおいても、映像変化の違和感ない速い応答で、かつ最適なホワイトバランスでのアイリス制御を行うことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明にかかるプロジェクタ装置とその制御方法は、一つの光検出素子で複数の光源の調整をすることにより、部品コストをより安くしたプロジェクタ装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施例におけるプロジェクタ装置の機能ブロック図
【図２】本発明の実施例におけるプロジェクタ装置のシステム構成図
【図３】本発明の実施例における複数の光源の輝度を測定する方法のフローチャート
【図４ａ】赤光源 電流−輝度値テーブルを示す図
【図４ｂ】緑光源 電流−輝度値テーブルを示す図
【図４ｃ】青光源 電流−輝度値テーブルを示す図
【図５】色温度比率テーブルを示す図
【符号の説明】
【００６４】
１  光源駆動部
２  光源出力特性記憶部
３  輝度測定部
４  光検出素子
１００  光源部
１０１Ｒ  赤光源
１０１Ｇ  緑光源
１０１Ｂ  青光源
１０２Ｒ  赤光源用整形光学レンズ
１０２Ｇ  緑光源用整形光学レンズ
１０２Ｂ  青光源用整形光学レンズ
１０３Ｒ  赤用反射板
１０３Ｇ  緑用反射板
１０３Ｂ  青用反射板
１０４Ｒ  赤用入射反射板
１０４Ｂ  青用入射反射板
２００  映像変換部
２０１Ｒ  赤用空間変調素子
２０１Ｇ  緑用空間変調素子
２０１Ｂ  青用空間変調素子
２０２  空間変調素子制御部
２０３  合成光学レンズ
３００  映像表示部
３０１  投影光学レンズ
３０２  スクリーン
Ｓ０１  入力映像信号
Ｓ０２  光源出力特性
Ｓ０３Ｒ  赤光源駆動電流
Ｓ０３Ｇ  緑光源駆動電流
Ｓ０３Ｂ  青光源駆動電流
Ｓ０４  変更情報
Ｓ０５  変換電流
Ｓ０６  測定輝度
Ｓ０７Ｒ  赤用空間変調素子制御信号
Ｓ０７Ｇ  緑用空間変調素子制御信号
Ｓ０７Ｂ  青用空間変調素子制御信号
Ｓ０８  出力映像
【図１】
2009109956.tif 000003
【図２】
2009109956.tif 000004
【図３】
2009109956.tif 000005
【図４ａ】
2009109956.tif 000006
【図４ｂ】
2009109956.tif 000007
【図４ｃ】
2009109956.tif 000008
【図５】
2009109956.tif 000009