JP2004128961A

JP2004128961A - 投射型画像表示装置

Info

Publication number: JP2004128961A
Application number: JP2002291273A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Yokoyama; 横山　敏彦; Yasuo Suzuki; 鈴木　康雄
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-10-03
Filing date: 2002-10-03
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】投射映像について、常に最適な明るさを制御可能な投射型画像表示装置を提供する。
【解決手段】リモートコントロール送信機が、装置本体の制御を指示する指示手段５１と、装置本体周囲の外光量を検出する光検出手段５２と、指示手段５１および光検出手段５２の情報を装置本体へ送信する送信手段５４とで構成され、送信手段５４から送信された光検出手段５２の情報に応じて、投射映像の光量特性を制御する制御手段３０を有する。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶プロジェクタ等の投射型画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、業務分野でのプレゼンテーションやミーティングから学校教育分野にまで、液晶プロジェクタなどの投射型画像表示装置が使用されており、その使用目的や使用環境が多様化している。
【０００３】
このため、様々な使用目的、使用環境に合わせて最適な色バランス、照度等が得られる投射型表示装置が求められている。その１つとして、外光に応じて輝度特性および色合いを変化させる光センサ内蔵の液晶プロジェクタがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図９に、従来の光センサ内蔵のプロジェクタの構成を示す。
【０００５】
同図において、外部測光器１００で検出された外光量は、ＡＤ変換器１０１に入力される。画質改善処理部１０２では、外光量に応じて赤色信号、緑色信号、青色信号のゲインを変化させ、投射映像の輝度特性、色バランスを周囲環境に最適になるよう制御している。
【０００６】
例えば、周囲が暗い場合には、人間の眼の特性から短波長が敏感になるため、投射画像の色温度を低くなるように制御を行う。このようにして、プロジェクタ本体に内蔵された光センサが外光状態を読み取り、設置環境に適した投射映像の輝度特性や色再現性などの制御を行っている。
【０００７】
画質改善処理部１０２の出力は、ＤＡ変換器１０３〜１０５を介して駆動回路１０６〜１０８に送られ、液晶パネル１０９〜１１１で画像が表示される。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−６６１６６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来、上記のような光検出器（光センサ）はプロジェクタ本体に内蔵しているのが一般的である。
【００１０】
しかしながら、このように光検出器（光センサ）がプロジェクタ本体に内蔵していると、例えばスクリーンなどの投影対象が設置してある場所とプロジェクタ本体が設置してある場所との間に明るさや照明の色温度に違いがある場合、正確な補正が行われない。これは、外光を検出する場所は、本来はプロジェクタの設置場所ではなく、スクリーンなどの投射対象の設置してある場所であるのが望ましいからである。
【００１１】
本発明は、どのような設置環境でも、常に最適な表示画像を得られるようにした投射型画像表示装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、リモートコントロール送信機を有し、被投射面に映像を投射して表示させる投射型画像表示装置において、リモートコントロール送信機が、
装置本体の制御を指示する指示手段と、装置本体周囲の外光量を検出する光検出手段と、指示手段および光検出手段の情報を装置本体へ送信する送信手段とで構成され、送信手段から送信された光検出手段の情報に応じて、投射映像の光量特性を制御する制御手段を有することを特徴とする。
【００１３】
一般的に、プロジェクタを使用する際、リモコン送信機は発表者が所有していることが多く、且つ発表者は投射されるスクリーンに近い位置にいる場合が多い。また、リモコン送信機は小型で携帯性も優れているため任意の場所に移動できるという長所がある。このようなことから、光検出器（光センサ）をプロジェクタ本体ではなく、リモコン送信機に内蔵することで、最適な使用環境を把握できるものと考えられる。
【００１４】
ここで、制御手段は、リモートコントロール送信機および装置本体の相対的な位置関係に応じて、光検出手段からの情報の採用および不採用を選択することができる。また、制御手段は、リモートコントロール送信機の位置が、装置本体により映像を投射する方向にある場合に、光検出手段からの情報を採用して投射映像の光量特性を制御することができる。
【００１５】
一方、送信手段により、光検出手段の情報を一定間隔で送信することができる。また、使用者の指示に応じて光検出手段の情報を送信するようにしてもよい。さらに、光検出手段の情報がある閾値以上に変化したときのみ、この情報を送信するようにしてもよい。
【００１６】
光検出手段が、装置本体周囲の光の照度情報を検出可能である場合において、制御手段は、投射映像の光量制御において、投射映像の最大投射光量を制御することができる。
【００１７】
また、光検出手段が、装置本体周囲の光の波長分布特性を検出可能であ留場合において、制御手段は、投射映像の光量制御において、投射映像の色バランスを制御することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明の一実施形態である液晶プロジェクタ（投射型画像表示装置）を示している。
【００１９】
同図において、反射鏡２を有する光源部１から射出した白色照明光は、フライアイレンズ、コンデンサレンズ等の光学素子３を通過した後、ダイクロイックミラーＤＭ１、ＤＭ２により色分解され、各色用液晶パネル（画像表示素子）５、７，１０に入射する。
【００２０】
各々の液晶パネル５、７、１０には、後述するＬＣＤ駆動回路２２からの駆動信号が入力される。駆動信号は、入力信号処理回路２０に外部のパーソナルコンピュータ、ビデオ、テレビ、ＤＶＤ等の画像情報供給装置から入力される画像信号に所定の処理が施されて生成されたものであり、液晶パネル５、７、１０には各色用の液晶画像が表示されることになる。
【００２１】
そして、液晶パネル５、７、１０によって変調された３つの色光は、色合成ダイクロイックプリズムＤＰ１で合成され、投射レンズ群１１により不図示のスクリーン等（被投射面）に投射される。
【００２２】
入力信号処理部２０には、上記画像情報供給装置から映像が入力され、この入力信号処理部２０では映像をデコードして画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉを生成する。そして、画像信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉは、メイン信号処理部２１においてレベル補正や階調補正が施され、ＬＣＤ駆動部２２に入力される。ＬＣＤ駆動部２２は、レベル補正や階調補正された画像信号Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇに応じた駆動信号を液晶パネル５、７、１０に入力し、液晶パネル５、７、１０に液晶画像を表示させる。
【００２３】
３１はリモコン受光センサであり、リモコンからの制御信号を電気信号に変換してＭＰＵ３０に入力する。ここでリモコン受光センサ３１は、受光特性にある指向性を持った複数のセンサで構成されているとする。ＭＰＵ３０では、この制御信号に応じて、各種信号処理部にデータを設定し、処理を実現する。
【００２４】
まず、リモコンからの制御信号を受信した場合のプロジェクタ本体４０の動作を図２のフローチャートに沿って説明する。
【００２５】
まずＳＴＥＰ１では、リモコン受光センサ３１の１つのセンサから情報（Ｓ０）を読み込む。
【００２６】
ＳＴＥＰ２では、Ｓ０が制御信号か外光情報かを判別する。制御信号の場合はそれに応じた制御を対象信号処理部に対し行う。例えば、入力ソース切替え命令の場合は、入力信号処理部２０に対し映像入力の切替えを設定する。また、台形補正命令の場合には、ディジタル信号処理部２１に対し台形補正量の設定を行う。
【００２７】
一方、外光情報の場合は、受光センサ３１の残りの複数のセンサからの情報（Ｓ１，Ｓ２、−−−Ｓｎ）を読み込む。
【００２８】
ＳＴＥＰ３では、各センサ情報の強度分布（強弱）から、送信されてきた方向を算出する。送信されてきた方向が投射方向（スクリーン方向）でない場合は、情報を破棄し何も行わない。送信されてきた方向が投射方向の場合は、外光情報（Ｓｎに含まれているデータＬｎ）に応じたレベル補正処理を行う（ＳＴＥＰ４）。
【００２９】
このレベル補正処理には、投射映像の輝度特性を補正する処理と各色のレベルを補正することによる色あい補正処理が含まれる。このようなレベル補正処理を実現する具体的な方法としては、例えば下記の３種類が考えられ、１つもしくは複数の手法を用いて実現される。
（ａ）メイン信号処理部２１におけるゲイン係数の変更
メイン信号処理部２１において図３のようにケイン係数（Ｇａｉｎ）を変更する。外光データＬ１が大きい時、すなわち周囲が明るい時にはＧａｉｎを大きくし、外光データＬ１が小さい時、すなわち周囲が暗いときにはＧａｉｎを小さくする。
【００３０】
例えば、Ｇａｉｎ＝１（ｍａｘ）の時の最大出力値を１０２３、液晶パネルの電圧透過率特性関数をＶＴ（）とすると、Ｇａｉｎ＝ｇ（＜１）としたときのある色に対する投射光量の変化率は、
ＶＴ（１０２３＊ｇ）／ＶＴ（１０２３）
で表せる。
【００３１】
よって、あらかじめ実験などにより外光データＬ１とゲイン係数ｇとの最適な関係を算出しておけば、受信した外光データＬ１によって自動的に最適な表示画像を得ることが出来る。
（ｂ）ＬＣＤ駆動部２２における液晶駆動電圧範囲の変更
図４に示すように、ＬＣＤ駆動部２２において、ディジタルーアナログ変換の際に用いられる基準電圧（Ｖｒｅｆ）を変化させることにより、液晶駆動電圧範囲を変更させて投射光量を変化させる。外光データＬ１が大きい時にはＶｒｅｆを小さくし、外光データＬ１が小さい時にはＶｒｅｆを大きくするように制御を行う。最大時の基準電圧をＶｒｅｆ＝Ｖ０とすると、Ｖｒｅｆ＝Ｖのときのある色に対する投射光量変化率は
ＶＴ（Ｖ）／ＶＴ（Ｖ０）
で表される。
（ｃ）光源および照明光学系、投射光学系による光量制御
光学系において、光源１の発光量もしくは光学的絞りにより投射光量を制御する。この場合は輝度特性補正のみ実現可能であり、色合い補正処理は不可能になる。図５には、投射光学系に絞り機構を設けることで投射光量を制御する例を示す。外光データＬ１が大きい時には絞りを開放方向に制御し、外光データＬ１が小さい時には絞りを閉じる方向に制御を行う。
【００３２】
ここで、リモコン送信機５０の構成に関して説明する。
【００３３】
５１は操作キーであり、例えば電源ＯＮ／ＯＦＦから入力ソース切替、画質設定、台形補正設定などプロジェクタの各種設定を行うためのものである。５２は光センサであり、外光の光量を検出し電気信号に変換を行う。５３はＭＰＵであり、上記操作キー５１からの信号や光センサ５２からの信号を受信し、制御命令もしくは外光レベル情報を送信データとして、送信部５４に転送を行う。送信部５４は転送された送信データを液晶プロジェクタ本体４０のリモコン受光センサ３１に対して発光する。
【００３４】
リモコン送信機５０の動作に関して、ＭＰＵ５３のフローをもとに説明する。
【００３５】
リモコン送信機５０においては、光センサ５２からの情報をプロジェクタ本体に対し送信するタイミングとして以下の複数の手法が考えられ、いづれか１つもしくは複数を併用して処理を行うものとする。
【００３６】
（１）一定時間間隔で送信する。
【００３７】
（２）ユーザーのキー入力により送信する。
【００３８】
（３）外光に変化があった場合に送信する。
【００３９】
図６は、（１）の定期的に送信する手法を用いたときのＭＰＵ５３の処理フローを示した図である。
【００４０】
まずＳＴＥＰ１では、制御キーが押されたか否かを判断する。押されていればどの制御キーが押されたかの情報（ＫｅｙＮｏ）を読み込み（ＳＴＥＰ２）、その情報をプロジェクタ本体４０に送信する（ＳＴＥＰ３）。
【００４１】
次に、タイマー値（Ｔ）がある一定時間（Ｔ０）に達したかを判断する。一定時間（Ｔ０）に達していたら、光センサ５３から外光データＬ１を読み込み（ＳＴＥＰ５）、その情報をプロジェクタ本体に送信する（ＳＴＥＰ６）。このようにして、一定期間ごとに外光データをプロジェクタ本体に送信を行う。
【００４２】
また、別の手法として、（ＳＴＥＰ４）以降の処理は、タイマー割り込みを使った処理としてもよい。
【００４３】
図７は、（２）のユーザーのキー入力により送信する手法を用いたときのＭＰＵ５３の処理フローを示した図である。
【００４４】
まずＳＴＥＰ１では、制御キーが押されたか否かを判断する。押されていれば、そのキーが制御キーか外光設定キーかを判別する（ＳＴＥＰ２）。制御キーの場合、どの制御キーが押されたかの情報（ＫｅｙＮｏ）を読み込み（ＳＴＥＰ３）、その情報をプロジェクタ本体４０に送信する（ＳＴＥＰ４）。
【００４５】
外光設定キーの場合、光センサ５３から外光データＬ１を読み込み（ＳＴＥＰ５）、その情報をプロジェクタ本体４０に送信する（ＳＴＥＰ６）。
【００４６】
この手法を用いることで、主にスクリーンなどの投射面近傍にリモコンを配置して外光設定キーを押すことにより、投射面近傍の明るさに最適な投射映像が設定できる。
【００４７】
図８は、（３）の外光に変化があった場合に送信する手法を用いたときのＭＰＵ５３の処理フローを示した図である。
【００４８】
まずＳＴＥＰ１では、制御キーが押されたか否かを判断する。押されていればどの制御キーが押されたかの情報（ＫｅｙＮｏ）を読み込み（ＳＴＥＰ２）、その情報をプロジェクタ本体４０に送信する（ＳＴＥＰ３）。
【００４９】
次に、光センサ５３から外光データＬｎを読み込み（ＳＴＥＰ４）、その情報Ｌｎと１回前に読み込んだ外光データＬｎ−１とを比較し、ある閾値（Ｌｔ）以上変化していたら、その情報をプロジェクタ本体４０に送信する（ＳＴＥＰ５）。
【００５０】
ＳＴＥＰ５に移行する条件は、
Ｌｎ　−　Ｌｎ−１　≧　Ｌｔ
である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プロジェクタ本体がどのような設置環境におかれても、最適な色再現性又は輝度を有する表示画像を自動的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である液晶プロジェクタの構成を示した図である。
【図２】ＭＰＵの処理を示したフローチャートである。
【図３】ゲイン係数による光量制御方法を示した図である。
【図４】液晶駆動電圧調整による光量制御方法を示した図である。
【図５】光学的光量制御を示した図である。
【図６】一定時間間隔送信を行う際のＭＰＵの処理を示したフローチャートである。
【図７】ユーザー指定による送信の際のＭＰＵの処理を示したフローチャートである。
【図８】明るさ変化があったときの送信の際のＭＰＵの処理を示したフローチャートである。
【図９】従来技術のプロジェクタの構成を示す図である。
【符号の説明】
１：光源、２：反射鏡、３：光学素子、４，６，８：コンデンサレンズ、
５，７，１０：液晶パネル、１１：投射光学系、１５：絞り、２０：入力処理部２１：ディジタル信号処理部、２２：ＬＣＤ駆動部、３０：ＭＰＵ
３１：光センサ、４０：プロジェクタ本体、５０：リモコン送信機
５１：操作キー、５２：光センサ、５３：ＭＰＵ、５４：送信部
１００：外光測光器、１０１：ＡＤ変換器、１０２：画質改善処理部
１０３，１０４，１０５：ＤＡ変換器、１０６，１０７，１０８：駆動回路
１０９，１１０，１１１：液晶パネル

Claims

リモートコントロール送信機を有し、被投射面に映像を投射して表示させる投射型画像表示装置において、
前記リモートコントロール送信機が、
装置本体の制御を指示する指示手段と、
装置本体周囲の外光量を検出する光検出手段と、
前記指示手段および前記光検出手段の情報を装置本体へ送信する送信手段とで構成され、
前記送信手段から送信された前記光検出手段の情報に応じて、投射映像の光量特性を制御する制御手段を有することを特徴とする投射型画像表示装置。
前記制御手段は、前記リモートコントロール送信機および前記装置本体の相対的な位置関係に応じて、前記光検出手段の情報の採用および不採用を選択することを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
前記制御手段は、前記リモートコントロール送信機の位置が、前記装置本体により映像を投射する方向にある場合に、前記光検出手段からの情報を採用して投射映像の光量特性を制御することを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
前記送信手段は、前記光検出手段の情報を一定間隔で送信することを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
前記送信手段は、使用者の指示に応じて前記光検出手段の情報を送信することを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
前記送信手段は、前記光検出手段の情報がある閾値以上に変化したときのみ、この情報を送信することを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
前記光検出手段は、装置本体周囲の光の照度情報を検出可能であり、
前記制御手段は、投射映像の光量制御において、投射映像の最大投射光量を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の投射型画像表示装置。
前記光検出手段は、装置本体周囲の光の波長分布特性を検出可能であり、
前記制御手段は、投射映像の光量制御において、投射映像の色バランスを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の投射型画像表示装置。