JP2005300899A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 画像のコントラストを向上させることができるとともに、遮光装置及びその周辺の光学部品の劣化を防止することができるプロジェクタを提供する。
【解決手段】 発光管１４と、この発光管１４の発光光量を調整する発光管ドライバ２８とを有し、被照明領域側に光束を射出する光源装置２１と、この光源装置２１からの光束を画像情報に応じて変調する液晶装置４４ａ，４４ｂ，４４ｃと、これら液晶装置４４ａ，４４ｂ，４４ｃによって変調された光束を投写する投写光学系１００とを備えたプロジェクタ１０であって、投写光学系１００は、液晶装置４４ａ，４４ｂ，４４ｃからの光束の一部を通過させる光学絞り１１０を有することを特徴とするプロジェクタ。
【選択図】 図３

Description

本発明はプロジェクタに関する。

プロジェクタにおいて、画像の平均輝度に応じて光源（発光管）であるメタルハライドランプの発光光量を制御することにより、画像のコントラストを高める方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、プロジェクタにおいて現在主流の光源は高圧水銀ランプであり、かかる高圧水銀ランプの発光光量をメタルハライドランプの場合と同様に変化させようとした場合、１００％の発光光量を７０％程度まで減光することができるに過ぎず、結果として画像のコントラストを十分に上げることができない。そこで、発光管の発光光量を変化させる代わりに光学絞りによる光量調整を利用して画像のコントラストを高めることが考えられる。
特開平５−６６５０１号公報

しかしながら、光学絞りによる光量調整を行う場合には、発光管からの照明光を極端に減光しようとすると光照射によって発生する熱が光学絞り部分に集中してしまうため、その発生した熱によって光学絞りが劣化してしまうとともに光学絞り周辺の光学部品等にも悪影響を及ぼすという問題があった。

そこで、本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、高圧水銀ランプのような発光光量の可変量が少ない発光管を用いた場合にも画像のコントラストを向上させることができるとともに、光学絞りなどの遮光装置及びその周辺の光学部品等の劣化を防止することができるプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明のプロジェクタは、発光管及びこの発光管の発光光量を調整する光量調整装置を有し、被照明領域側に光束を射出する光源装置と、この光源装置からの光束を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、この電気光学変調装置によって変調された光束を投写する投写光学系とを備えたプロジェクタであって、前記投写光学系は、前記電気光学変調装置からの光束の一部を通過させる遮光装置を有することを特徴とする。

このため、本発明のプロジェクタによれば、光量調整装置によって発光管の発光光量が調整され、また投写光学系の遮光装置によって電気光学変調装置からの光束の光量が調整される。その結果、発光管の発光光量の調整範囲を超えて照明光束の輝度を調整することができ、高圧水銀ランプのような発光光量の可変量が少ない発光管を用いた場合にも画像のコントラストを向上させることができる。

また、本発明のプロジェクタによれば、光量調整装置によって発光管の発光光量が調整され、また投写光学系の遮光装置によって電気光学変調装置からの光束の光量が調整されるため、遮光装置のみによって電気光学変調装置からの光束の光量を調整する場合と比較して、遮光装置における遮光量を低減することができる。このため、遮光装置の温度上昇を抑制することができ、遮光装置及びその周辺の光学部品等の劣化を防止することができる。

また、本発明のプロジェクタにおいては、前記遮光装置は、前記電気光学変調装置からの光束の一部を透過する光変調素子からなることが好ましい。
このように構成することにより、光変調素子に印加する電圧を連続的に変化させて光変調素子の光透過率を調整することができるため、精度の高い光量調整を行うことができる。

また、本発明のプロジェクタにおいては、前記遮光装置は、前記電気光学変調装置からの光束の一部を遮蔽する光学絞りからなることが好ましい。
このように構成することにより、光学絞りの絞り度を変化させて光学絞りの光通過率（又は光遮蔽率）を調整することができるため、比較的簡単な構成によって光量調整を行うことができる。

また、本発明のプロジェクタにおいては、前記光学絞りは、前記投写光学系の入射瞳の位置に配置されていることが好ましい。
このように構成することにより、入射瞳の位置では投写光を均等に遮光できるため、投写面全面にわたって輝度を均一に低下させることができる。

また、本発明のプロジェクタにおいては、前記投写光学系は、前記光学絞りの絞り部材を駆動するための駆動装置をさらに有することが好ましい。
このように構成することにより、駆動装置によって光学絞りの絞り度を連続的に変化させて、光学絞りの光通過率を調整することができるようになるため、精度の高い光量調整を行うことができる。

また、本発明のプロジェクタにおいては、前記駆動装置は、前記光学絞りの絞り度に対応させて前記絞り部材を駆動する駆動モータを含むことが好ましい。
このように構成することにより、駆動モータとして汎用の種々の駆動モータが選択され、プロジェクタ設計上の自由度を高めることができる。

また、本発明のプロジェクタにおいては、前記遮光装置は、前記電気光学変調装置からの光束の光量を段階的又は連続的に変化させて調整する機能を有することが好ましい。
このように構成することにより、電気光学変調装置からの光束の光量を段階的に変化させて調整する場合には、遮光装置を精密に微調整しつつ制御する必要がないため、比較的簡単な構成によって光量調整を行うことができる。
また、電気光学変調装置からの光束の光量を連続的に変化させて調整する場合には、遮光装置を精密に微調整することが可能になるため、精度の高い光量調整を行うことができる。

また、本発明のプロジェクタにおいては、前記光量調整装置は、前記発光管の発光光量を段階的又は連続的に変化させて調整する機能を有することが好ましい。
このように構成することにより、発光管の発光光量を段階的に変化させて調整する場合には、光量調整装置を精密に微調整しつつ制御する必要がないため、比較的簡単な構成によって光量調整を行うことができる。
また、発光管からの発光光量を連続的に変化させて調整する場合には、光量調整装置を精密に微調整することが可能になるため、精度の高い光量調整を行うことができる。

また、本発明のプロジェクタにおいては、前記光量調整装置と前記遮光装置とを関連付けて駆動制御する制御装置をさらに備えることが好ましい。
このように構成することにより、プロジェクタの使用状況、表示させるコンテンツの内容、発光管及び遮光装置の特性などに応じて最適な輝度調整を行うことが可能となる。

また、本発明のプロジェクタにおいては、前記制御装置は、前記遮光装置を通過した後の光束の光量として特定の光量を実現するための情報であって、前記発光管の発光光量に対応するパラメータと前記遮光装置の光通過率に対応するパラメータとの組み合わせに関する情報を格納する格納部と、この格納部に格納された情報における組み合わせから、前記特定の光量を実現するために使用する組み合わせを選択する判断部とを有することが好ましい。
このように構成することにより、格納部に格納されている発光管の発光光量に対応するパラメータと遮光装置の光通過率に対応するパラメータとの組み合わせの中から、判断部が、プロジェクタの使用状況、表示させるコンテンツの内容、発光管及び遮光装置の特性などに応じて、目標とする特定の光量を実現するために最適な組み合わせを選択するので、光量調整装置及び遮光装置の最適な駆動量を迅速に求めることができる。

また、本発明のプロジェクタにおいては、前記制御装置は、前記光量調整装置によって前記発光管の発光光量を減少させることを、前記遮光装置によって通過光束の光量を減少させることよりも優先する指令を出す機能を有することが好ましい。
このように構成することにより、遮光装置によって通過光束の光量を減少させることを、光量調整装置によって発光管の発光光量を減少させることよりも優先するように制御装置によって指令が出された場合と比較して、遮光装置への負荷を低減することができる。このため、遮光装置の温度上昇を抑制することができ、遮光装置及びその周辺の光学部品等の劣化を防止することができる。

また、本発明のプロジェクタにおいては、前記発光管の温度を計測するための温度計測手段をさらに備え、前記判断部は、前記温度計測手段による前記発光管の計測温度に基づいて、前記格納部に格納された情報における組み合わせから、前記特定の光量を実現するために使用する組み合わせを選択する機能を有することが好ましい。

また、本発明のプロジェクタにおいては、前記制御装置は、前記発光管の計測温度が所定温度以下の温度である場合に、前記遮光装置によって通過光束の光量を減少させることを、前記光量調整装置によって前記発光管の発光光量を減少させることよりも優先する指令を出す機能を有することが好ましい。
一般に、高圧水銀ランプからなる発光管においては、その発光光量を所定光量以下にまで抑え込んだ場合、発光管の製品寿命が短くなったり発光管の発光状態が不安定となったりするという不利益がある。しかしながら、上記のように構成することにより、温度計測手段による発光管の計測温度が所定温度以下の温度である場合には、遮光装置によって通過光束の光量を減少させることを、光量調整装置によって発光管の発光光量を減少させることよりも優先する指令が出されるため、発光管の温度を所定温度以上に保つことによってその製品寿命の低下を抑制することができ、発光管を安定して動作させることができる。

また、本発明のプロジェクタにおいては、前記制御装置は、前記発光管の計測温度が所定温度を超える温度である場合には、前記光量調整装置によって前記発光管の発光光量を減少させることを、前記遮光装置によって通過光束の光量を減少させることよりも優先する指令を出す機能を有することが好ましい。
一般に、高圧水銀ランプからなる発光管においては、上記したように、発光管の計測温度が所定温度以下になると、発光管の製品寿命が低下するなどの不具合が発生する。このことは言い換えると、発光管の計測温度が所定温度を超えると発光管の製品寿命が低下するなどの不具合について憂慮する必要性が低下するということを意味している。そのため、上記のように、温度計測手段による発光管の計測温度が所定温度を超える温度である場合には、光量調整装置によって発光管の発光光量を減少させることを、遮光装置によって通過光束の光量を減少させることよりも優先する指令を出すことができるようになり、その結果、遮光装置の温度上昇を抑制することができ、遮光装置及びその周辺の光学部品等の劣化を防止することができる。

以下、本発明のプロジェクタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。

〔実施形態１〕
図１は、プロジェクタの外観を説明するために示す図である。図２は、本発明の実施形態１に係るプロジェクタの内部構造を説明するために示す平面図である。図３は、図２の投写光学系を説明するために示す図である。図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）は側面図であり、図３（ｃ）は投写光学系内の光学絞りを示す正面図である。

実施形態１に係るプロジェクタ１０は、図１に示すように、外装ケース１２、照明装置用光学系２０（図２参照。）及び色分割変調光学系４０（図２参照。）を備え、例えば設置台（図示せず。）上に設置して使用される。そして、図２に示すように、照明装置２０から射出された照明光束は反射ミラー３２によって色分割変調光学系４０に向けて反射され、色分割変調光学系４０のダイクロイックミラー４１，４２によってその照明光束が複数の色光に対応する光束に色分離された後、これら各光束を電気光学変調装置としての液晶装置４４ａ，４４ｂ，４４ｃを通し画像情報に対応させて変調し、さらにこれら変調光をクロスダイクロイックプリズム４５によって合成し、この合成光を投写光学系１００によって投写面上に投写表示するように構成されている。

外装ケース１２は、ケース上面部を構成するアッパーケース及びケース下面部を構成するロアケースを有している。外装ケース１２内には光源装置冷却用のファン２７及び投写光学系冷却用のファン４７が配置されている。また、外装ケース１２には、プロジェクタ１０の各部を動作させるための電力を供給するための電源装置５０が配置されている。外装ケース１２の上面部には、図１に示すように、プロジェクタ１０の画質等を調整するための操作部１６が配設されている。外装ケース１２の側面部には、ケース外の空気をケース内に吸い込むための吸気口（図示せず。）が配設されている。外装ケース１２の前面部には、ケース内の空気をケース外に吐き出すための排気口１８が配設されている。

照明装置用光学系２０は、光源装置２１、第１レンズアレイ２２、第２レンズアレイ２３、偏光変換素子２４及び重畳レンズ２５を有している。光源装置２１から照明光束が射出され、第１レンズアレイ２２によって複数の微小な部分光束に分割される。そして、これら各部分光束は第２レンズアレイ２３及び重畳レンズ２５によって照明対象である３つの液晶装置４４ａ，４４ｂ，４４ｃの画像形成領域上で重畳される。照明装置用光学系２０の被照明領域側には、重畳レンズ２５からの射出光束を色分割変調光学系４０に向かって反射する反射ミラー３２が配置されている。

実施形態１に係るプロジェクタ１０においては、光源装置２１は、発光管１４、発光管ドライバ２８及びリフレクタを備えている。発光管１４は、高圧水銀ランプからなり、リフレクタ内に配設されている。発光管ドライバ２８は、発光管１４の発光光量を段階的に変化させて調整（調整範囲は７０％〜１００％程度）する光量調整装置からなり、制御装置としてのＣＰＵ７１（図４参照。）に接続されている。リフレクタは、被照明領域側に開口し、発光管１４の発光部後方に配置されている。そして、発光管１４からの放射光を反射して被照明領域側に照明光束として射出するように構成されている。リフレクタには回転放物面形状の凹面鏡が用いられる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０においては、発光管ドライバ２８は、発光管１４の発光光量を段階的に変化させて調整する機能を有している。これにより、発光管ドライバ２８を精密に微調整しつつ制御する必要がないため、比較的簡単な構成によって光量調整を行うことができる。
なお、発光管ドライバ２８は、発光管１４の発光光量を連続的に変化させて調整することもできる。この場合には、発光管ドライバ２８を精密に微調整することが可能になるため、精度の高い光量調整を行うことができる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０においては、図３に示すように、投写光学系１００は、鏡筒１０２、第１の投写レンズ１０４ａ〜第５の投写レンズ１０４ｅ、遮光装置としての光学絞り１１０及びモータドライバ２９（図４参照。）を有し、クロスダイクロイックプリズム４５からの合成光を表示画像としてスクリーンなどの投写面上に投写表示するように構成されている。鏡筒１０２は、外装ケース１２の前面部に取り付けられている（図１参照。）。投写レンズ１０４ａ〜１０４ｅは、光軸方向に並列し、鏡筒１０２内にレンズ枠（図示せず。）を介して配置されている。モータドライバ２９は、光学絞り１１０の絞り部材１１２を駆動する駆動装置からなり、ＣＰＵ７１に接続されている。

光学絞り１１０は、図３（ｃ）に示すように、絞り度を可変する複数の絞り部材１１２を有しており、第３の投写レンズ１０４ｃと第４の投写レンズ１０４ｄとの間に配置されている。そして、クロスダイクロイックプリズム４５からの光束の一部を通過させ、光学絞り１１０の光通過率を調整（調整範囲は４０％〜１００％程度）するように構成されている。このため、光学絞り１１０の絞り度を変化させて光学絞り１１０の光通過率（又は光遮蔽率）を調整することができるので、精度の高い光量調整を行うことができる。

光学絞り１１０は、投写光学系１００の入射瞳の位置に配置されている。これにより、入射瞳の位置では投写光を均等に遮光できるため、投写面全面にわたって輝度を均一に低下させることができる。

また、光学絞り１１０は、クロスダイクロイックプリズム４５からの光束の光量を段階的に変化させて調整する機能を有している。これにより、光学絞り１１０を精密に微調整しつつ制御する必要がないため、比較的簡単な構成によって光量調整を行うことができる。
なお、光学絞り１１０は、クロスダイクロイックプリズム４５からの光束の光量を連続的に変化させて調整することもできる。この場合には、光学絞り１１０を精密に微調整することが可能になるため、精度の高い光量調整を行うことができる。

なお、実施形態１に係るプロジェクタ１０においては、遮光装置として光学絞り１１０を用いた場合を例として説明しているが、遮光装置としてクロスダイクロイックプリズム４５からの光束の一部を透過する光変調素子を用いてもよい。この場合には、光変調素子に印加する電圧を連続的に変化させて光変調素子の光透過率を調整することができるため、精度の高い光量調整を行うことができる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０においては、投写光学系１００は、光学絞り１１０の絞り部材１１２を駆動するための駆動装置としてのモータドライバ２９を有している。これにより、モータドライバ２９によって光学絞り１１０の絞り度を連続的に変化させて、光学絞り１１０の光通過率を調整することができるようになるため、精度の高い光量調整を行うことができる。
また、モータドライバ２９は、光学絞り１１０の絞り度に対応させて絞り部材１１２を駆動する駆動モータを含んでいる。これにより、駆動モータとして汎用の種々の駆動モータ（例えばステップモータ）が選択され、プロジェクタ設計上の自由度を高めることができる。

次に、本発明の実施形態１に係るプロジェクタ１０の制御系について説明する。図４は、実施形態１に係るプロジェクタの制御系を説明するために示すブロック図である。

図４に示すように、ビデオ入力端子（ＶＩＤＥＯ）からのビデオ信号は、画像解析回路６１、リサイズ回路６２及びゲイン調整回路６３を経て液晶装置４４ａ，４４ｂ，４４ｃに出力され、これら液晶装置４４ａ，４４ｂ，４４ｃの駆動に利用される。ここで、画像解析回路６１は、入力されたビデオ信号から画像の輝度分布などに関する輝度情報を抽出してＣＰＵ７１に出力する。具体的には、例えばフレーム毎にリセット動作が行われるピークホールド回路によって構成される。この場合、画像解析回路６１は画面毎に輝度の最大値を出力する。リサイズ回路６２は、入力された画像の解像度を液晶装置４４ａ，４４ｂ，４４ｃの画素数に対応させて変換する解像度変換回路からなる。ゲイン調整回路６３は、照明装置用光学系２０から射出される照明光束の強度に応じて輝度信号を調整するもので、照明装置用光学系２０との協働によって画像のコントラストを最適に高めることができる。

ＣＰＵ７１は、画像解析回路６１から得た輝度情報に基づいて発光管ドライバ２８とモータドライバ２９とを関連付けて駆動制御する。これにより、プロジェクタ１０の使用状況、表示させるコンテンツの内容、発光管及び光学絞りの特性などに応じて最適な輝度調整を行うことが可能となる。発光管ドライバ２８では、発光管１４の発光光量を調整する光量調整回路を含み、ＣＰＵ７１からの指令に基づいて発光管１４の発光光量の目標値を調整する。また、モータドライバ２９では、絞り部材１１２を駆動して目標とする絞り度に保持し、光学絞り１１０の光通過率を調整する。

ここで、図４に示す温度センサ７２は、発光管１４の温度を計測するためのものである。ＣＰＵ７１は、温度センサ７２の検出結果に基づいて、ファン駆動回路７３に冷却の指令信号を出力し、光源装置冷却用のファン２７を駆動する。具体的には、発光管１４の計測温度が所定温度以上の温度になると、この温度に応じてファン２７の回転数を増加させ発光管１４を空冷する。また、発光管１４の計測温度が所定温度以下の温度になると、光源装置冷却用のファン２７の回転数を減少させる。なお、発光管１４の計測温度が所定の下限値よりも低い値である場合には、ＣＰＵ７１は、発光管１４をその発光光量が大きくなる状態で駆動制御することもできる。これにより、発光管１４から安定した目標輝度の放射光を発生させることができる。

ファン駆動回路７３は、光源装置冷却用のファン２７のみならず、投写光学系冷却用のファン４７をも駆動する。これにより、投写光学系１００（鏡筒１０２，第１の投写レンズ１０４ａ〜第５の投写レンズ１０４ｅ及び光学絞り１１０等）を冷却することができる。

格納部としての記憶装置７５は、発光管１４の発光光量に対応するパラメータと光学絞り１１０の光通過率に対応するパラメータとの組み合わせに関する情報を格納する機能を備えており、ＣＰＵ７１に接続されている。実施形態１に係るプロジェクタ１０においては、そのような情報として記憶装置７５には割当テーブルなるものが内蔵されている。

ここで、記憶装置７５に内蔵されている割当テーブルについて表１を用いて説明する。表１は、ＣＰＵ７１に付随する格納部７５に内蔵されている割当テーブルを例示したものである。
この割当テーブルは、光学絞り１１０を通過した後の光束の光量として特定の光量を実現するためのデータ（情報）であり、発光管ドライバ２８やモータドライバ２９に出力する指令信号を算出するための基礎となるものである。具体的には、光学絞り１１０を通過した後の特定の光量であって、発光管１４の発光光量に対応するパラメータ（最大発光光量を１００％とした場合の相対値（％））と光学絞り１１０の光通過率に対応するパラメータ（最大光通過率を１００％とした場合の相対値（％））との組み合わせによって実現される光量（相対値（％））に関する情報である。

この割当テーブルにおいて、発光管１４の発光光量に対応するパラメータの調整範囲は７０％〜１００％となり、また光学絞り１１０の光通過率に対応するパラメータの調整範囲は４０％〜１００％となっている。そして、これら両パラメータの組み合わせによって達成される光学絞り１１０通過後の光束の光量の調整範囲は２８％〜１００％となっている。すなわち、発光管１４の発光光量に対応するパラメータと光学絞り１１０の光通過率に対応するパラメータとを組み合わせることによって実現可能な光学絞り１１０通過後の光束の光量の調整範囲は２８％〜１００％となるため、発光管１４単独で光量調整した場合の調整範囲（７０％〜１００％）を遥かに超えることとなる。このことは、投写光学系１００からの投写光量を広範囲に変更できることを意味し、投写光学系１００によって投写される画像のコントラストを高めることができ、特に、暗い部分の表現力を増すことができる。

ここで、上記したように、発光管１４の発光光量及び光学絞り１１０の光通過率を調整することによって、光学絞り１１０通過後の光束の光量の下限値を２８％にまで設定することが可能であることを説明したが、仮に、光学絞り１１０単独で光量調整した場合であっても、光学絞り１１０通過後の光束の光量の下限値を２８％とすることは実現不可能なことではない。すなわち、光学絞り１１０の光通過率を２８％（光遮蔽率を７２％）とすることにより、光学絞り１１０通過後の光束の光量を２８％とすることができる。しかしながら、このとき光学絞り１１０の遮光によって熱に変換される光量は、発光管１４の発光光量が１００％であり光学絞り１１０の光通過率が０％（光遮蔽率が１００％）である場合におけるその光量の、７２％（発光管１４の発光光量１００％×光学絞り１１０の光遮蔽率７２％）になる。そのため、光学絞り１１０の放熱を十分に確保する必要があるが、これは必ずしも容易なことではない。
これに対し、実施形態１に係るプロジェクタ１０においては、発光管１４の発光光量を７０％に、また光学絞り１１０の光通過率を４０％に調整することができるため、光学絞り１１０の遮光によって熱に変換される光量は、発光管１４の発光光量が１００％であり光学絞り１１０の光通過率が０％（光遮蔽率が１００％）である場合におけるその光量の、４２％（発光管１４の発光光量７０％×光学絞り１１０の光遮蔽率６０％）になる。この程度の熱量であれば、必ずしも投写光学系系冷却用のファンを新たに設けなくても、光学絞り１１０の周囲に放熱板、伝熱板などを用意するだけの処理によって光学絞り１１０の温度上昇を抑制することもでき、光学絞り１１０及びその周辺の光学部品の劣化を防止することができるとともに、構造全体の簡素化を図ることができる。

上記したように、実施形態１に係るプロジェクタ１０においては、発光管１４の発光光量を調整する発光管ドライバ２８を有し、被照明領域側に光束を射出する光源装置２１と、この光源装置２１からの光束を画像情報に応じて変調する液晶装置４４ａ，４４ｂ、４４ｃと、この液晶装置４４ａ，４４ｂ、４４ｃからの光束の一部を通過させる光学絞り１１０を有する投写光学系１００とを備えている。
このため、発光管ドライバ２８によって発光管１４の発光光量が調整され、また投写光学系１００の光学絞り１１０によって液晶装置４４ａ，４４ｂ、４４ｃからの光束の光量が調整される。その結果、発光管１４の発光光量の調整範囲を超えて照明光束の輝度を調整することができ、高圧水銀ランプのような発光光量の可変量が少ない発光管を用いた場合にも画像のコントラストを向上させることができる。

また、実施形態１に係るプロジェクタ１０によれば、発光管ドライバ２８によって発光管１４の発光光量が調整され、また投写光学系１００の光学絞り１１０によって液晶装置４４ａ，４４ｂ、４４ｃからの光束の光量が調整されるため、光学絞り１１０のみによって液晶装置からの光束の光量を調整する場合と比較して、光学絞り１１０における遮光量を低減することができる。このため、光学絞り１１０の温度上昇を抑制することができ、光学絞り１１０及びその周辺の光学部品等の劣化を防止することができる。

次に、表１に示す割当テーブルの活用方法について、図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施形態１に係るプロジェクタにおける割当テーブルの活用方法を説明するために示す図である。

表１に示した割当テーブルでは、光学絞り１１０通過後の光束の光量について見た場合に、同一の光量を実現するための発光管１４の発光光量と光学絞り１１０の光通過率との組み合わせが複数存在する。このため、目標とする光学絞り１１０通過後の光束の光量（特定の光量）に対応して、発光管１４の発光光量と光学絞り１１０の光通過率とをそれぞれ１つずつ選択する必要がある。このような判断を行うため、図５に示す経路Ａ〜Ｅが用いられる。

例えば、符号Ａで示す経路は、発光管ドライバ２８による光量調整が優先された状態（動作モードＡ）となっている。この動作モードＡで光量調整を実行した場合、当初発光管１４の発光光量及び光学絞り１１０の光通過率をともに最大値（１００％）に保ち、発光管１４の発光光量のみを徐々に減少させる。この発光光量が下限値（７０％）となった段階で光学絞り１１０による減光に切り換えて光学絞り１１０の光通過率を下限値（４０％）まで減少させる。

また、符号Ｃで示す経路は、発光管ドライバ２８及び光学絞り１１０による光量調整の均衡がとられた状態（動作モードＣ）となっている。この動作モードＣで光量調整を実行した場合、当初発光管１４の発光光量及び光学絞り１１０の光通過率をともに最大値（１００％）に保ち、発光管１４の発光光量と光学絞り１１０の光通過率とが同じレート（比率）で減少する。

また、符号Ｅで示す経路は、光学絞り１１０による光量調整が優先された状態（動作モードＥ）となっている。この動作モードＥで光量調整を実行した場合、当初発光管１４の発光光量及び光学絞り１１０の光通過率をともに最大値（１００％）に保ち、光学絞り１１０の光通過率のみを徐々に減少させる。この光通過率が下限値（４０％）となった段階で発光管ドライバ２８による減光に切り換えて発光管１４の発光光量を下限値（７０％）まで減少させる。

また、符号Ｂで示す経路（動作モードＢ）での光量調整は、経路Ａと経路Ｃとの中間の経路で実行される。すなわち、発光管ドライバ２８による光量調整が比較的優先された状態となっている。
また、符号Ｄで示す経路（動作モードＤ）での光量調整は、経路Ｅと経路Ｃとの中間の経路で実行される。すなわち、光学絞り１１０による光量調整が比較的優先された状態となっている。

図４に示したＣＰＵ７１には、目標とする光学絞り１１０通過後の光束の光量を実現するために、発光管１４の発光光量と光学絞り１１０の光通過率との複数の組み合わせの中から最適な組み合わせを判断するための判断部（図示せず。）が備えられている。
なお、図５における動作モードＡ〜Ｅのうちいずれの動作モードを採用するかは、ユーザが指定することもできるが、実施形態１に係るプロジェクタ１０の初期設定では、発光管１４による光量調整を優先する動作モードＡが基本となっている。

上記したように、実施形態１に係るプロジェクタ１０においては、ＣＰＵ７１は、光学絞り１１０を通過した後の光束の光量として特定の光量を実現するための情報であって、発光管１４の発光光量に対応するパラメータと光学絞り１１０の光通過率に対応するパラメータとの組み合わせに関する情報を格納する記憶装置７５と、この記憶装置７５に格納された情報における組み合わせから、特定の光量を実現するために使用する組み合わせを選択する判断部（図示せず。）とを有している。
このため、記憶装置７５に格納されている発光管１４の発光光量に対応するパラメータと光学絞り１１０の光通過率に対応するパラメータとの組み合わせの中から、判断部が、プロジェクタ１０の使用状況、表示させるコンテンツの内容、発光管及び遮光装置の特性などに応じて、目標とする特定の光量を実現するために最適な組み合わせを選択するので、発光管ドライバ２８及び光学絞り１１０の最適な駆動量を迅速に求めることができる。

また、実施形態１に係るプロジェクタ１０においては、ＣＰＵ７１は、発光管ドライバ２８によって発光管１４の発光光量を減少させることを、光学絞り１１０によって通過光束の光量を減少させることよりも優先する指令を出す機能を有している。
これにより、光学絞りによって通過光束の光量を減少させることを、発光管ドライバによって発光管の発光光量を減少させることよりも優先するようにＣＰＵによって指令が出された場合と比較して、光学絞り１１０への負荷を低減することができる。このため、光学絞り１１０の温度上昇を抑制することができ、光学絞り１１０及びその周辺の光学部品等の劣化を防止することができる。

次に、本発明の実施形態１に係るプロジェクタ１０の動作例について、図４を用いて説明する。
プロジェクタ１０にビデオ入力端子を介してビデオ信号が入力されると、画像解析回路６１においてビデオ信号から画像の輝度ピーク値を検出し、この信号をリサイズ回路６２及びＣＰＵ７１に出力する。次のリサイズ回路６２では、画像解析回路６１から出力されたビデオ信号の解像度を適宜変換し、この変換後の信号を液晶装置４４ａ，４４ｂ，４４ｃの画素数に適合させてゲイン調整回路６３に出力する。ゲイン調整回路６３では、ＣＰＵ７１からの指示に基づいてビデオ信号中の輝度信号を調整する。ここで、ＣＰＵ７１は、画像解析回路６１から得た画像の輝度ピーク値に基づいてゲイン調整量を決定し、その結果をゲイン調整回路６３に出力する。例えば、画像の輝度ピーク値Ｉｐがプロジェクタ１０に入力し得る輝度の上限値Ｉｍａｘの５０％である場合、ゲイン調整量ＡＧを２倍とする。この場合、光学絞り１１０通過後の光束の光量を５０％に減少させる必要があるが、このような減光を発光管ドライバ２８及び光学絞り１１０による光量調整によって実現する。すなわち、ＣＰＵ７１の判断部は、図５に示す動作モードＡ〜Ｅのうちいずれの動作モードが選択されているかに応じて、表１のいずれの組み合わせで光量調整を実行するかを判断（選択）し、その選択された組み合わせに基づく指令を発光管ドライバ２８及びモータドライバ２９に出力する。

これにより、発光管ドライバ２８及びモータドライバ２９が適切に動作して、光学絞り１１０を通過した後の光束の光量が適切な値（上記の例では５０％）に設定される。その結果、画像の輝度ピーク値Ｉｐが低い場合には、光学絞り１１０による通過光束の光量を減光することにより、より暗い黒表示を再現することができ、照明光量１００％の際の白表示との比較で高いコントラストの画像を得ることできる。例えば、画像の輝度ピーク値Ｉｐが１００％から２８％にまで下がった場合、単純計算で約３．６倍のコントラストの画像を表示することができる。

次に、実施形態１に係るプロジェクタ１０の光量調整に関する動作モードを設定する場合について、図６を用いて説明する。図６は、本発明の実施形態１に係るプロジェクタの動作モードを設定する場合について説明するために示すフローチャートである。
動作モードを設定するにあたり、まず温度センサ７２の検出結果から、発光管１４が所定温度以下の温度、すなわち、低温領域で動作しているか否かを判断する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１で＜ＮＯ＞と判断された場合、発光管１４による光量調整を優先する基本的な動作モードＡに設定する（ステップＳ１２）。逆に、ステップＳ１１で＜ＹＥＳ＞と判断された場合、発光管１４の計測温度がさらに下限値を超えたか否かを判断する（ステップＳ１３）。このステップＳ１３で＜ＮＯ＞と判断された場合、発光管１４が所定温度以下の温度であることからその動作が不安定になる可能性があるものとして、現在の動作モードから光学絞り１１０による光量調整を優先する動作モードへと１段階変更する（ステップＳ１４）。例えば、現在の設定が図５に示す動作モードＡである場合、発光管ドライバ２８を部分的に活用する動作モードＢに１段階変更する。一方、ステップＳ１３で＜ＹＥＳ＞と判断された場合、発光管１４が完全に低温状態であるためにその動作が不安定になる可能性が高いものとして、現在の動作モードから光学絞り１１０による光量調整を優先する動作モードＥに変更する（ステップＳ１５）。

以上の構成により、実施形態１に係るプロジェクタ１０においては、発光管１４の温度を計測するための温度センサ７２を備え、判断部は、温度センサ７２による発光管１４の計測温度に基づいて、記憶装置７５に格納された情報（割当テーブル）における組み合わせから、特定の光量を実現するために使用する組み合わせを選択する機能を有している。
また、実施形態１に係るプロジェクタ１０においては、ＣＰＵ７１は、発光管１４の計測温度が所定温度以下の温度である場合に、光学絞り１１０によって通過光束の光量を減少させることを、発光管ドライバ２８によって発光管１４の発光光量を減少させることよりも優先する指令を出す機能を有している。
これにより、温度センサ７２による発光管１４の計測温度が所定温度以下の温度である場合には、光学絞り１１０によって通過光束の光量を減少させることを、発光管ドライバ２８によって発光管１４の発光光量を減少させることよりも優先する指令が出されるため、発光管１４の温度を所定温度以上に保つことによってその製品寿命の低下を抑制することができ、発光管１４を安定して動作させることができる。

また、実施形態１に係るプロジェクタ１０においては、ＣＰＵ７１は、発光管１４の計測温度が所定温度を超える温度である場合には、発光管ドライバ２８によって発光管１４の発光光量を減少させることを、光学絞り１１０によって通過光束の光量を減少させることよりも優先する指令を出す機能を有している。
一般に、高圧水銀ランプからなる発光管においては、上記したように、発光管の計測温度が所定温度以下になると、発光管の製品寿命が低下するなどの不具合が発生する。このことは言い換えると、発光管の計測温度が所定温度を超えると発光管の製品寿命が低下するなどの不具合について憂慮する必要性が低下するということを意味している。そのため、上記のように、温度センサ７２による発光管１４の計測温度が所定温度を超える温度である場合には、発光管ドライバ２８によって発光管１４の発光光量を減少させることを、光学絞り１１０によって通過光束の光量を減少させることよりも優先する指令を出すことができるようになり、その結果、光学絞り１１０の温度上昇を抑制することができ、光学絞り１１０及びその周辺の光学部品等の劣化を防止することができる。

〔実施形態２〕
以下、本発明の実施形態２に係るプロジェクタについて、表２を用いて説明する。
実施形態２に係るプロジェクタは、実施形態１に係るプロジェクタ１０とは、光学絞り１１０の絞り部材１１２を動作させる場合の絞り度の段階（パラメータ）数が異なっている。すなわち、実施形態１に係るプロジェクタ１０では、表１に示すように、光学絞り１１０の絞り部材１１２を２１段階の絞り度で動作させているが、これに対して実施形態２に係るプロジェクタでは、表２に示すように、光学絞り１１０の絞り部材１１２を８段階の絞り度で動作させている。

実施形態２に係るプロジェクタにおいては、実施形態１に係るプロジェクタ１０と比べて光学絞り１１０の絞り部材１１２を段階（パラメータ）数の少ない絞り度で動作させるため、画像のコントラストを滑らかに変化させるには発光管１４の連続的な減光によって調整する。この場合も、実施形態１に係るプロジェクタ１０の場合と同様に、発光管ドライバ２８による光量調整及び光学絞り１１０による光量調整のいずれかを優先させる自由度が残っており、図６において説明した動作モードの設定と同様のモード設定が可能である。

また、実施形態２に係るプロジェクタにおいては、実施形態１に係るプロジェクタ１０と同様に、図２に示した発光管１４の発光光量を調整する発光管ドライバ２８と、液晶装置４４ａ，４４ｂ，４４ｃからの光束の一部を通過させる光学絞り１１０を有する投写光学系１００とを備えているため、発光管ドライバ２８によって発光管１４の発光光量が調整され、また投写光学系１００の光学絞り１１０によって液晶装置４４ａ，４４ｂ，４４ｃからの光束の光量が調整される。その結果、発光管１４の発光光量の調整範囲を超えて照明光束の輝度を調整することができ、高圧水銀ランプのような発光光量の可変量が少ない発光管を用いた場合にも画像のコントラストを向上させることができる。

また、実施形態２に係るプロジェクタによれば、発光管ドライバ２８によって発光管１４の発光光量が調整され、また投写光学系１００の光学絞り１１０によって液晶装置４４ａ，４４ｂ，４４ｃからの光束の光量が調整されるため、光学絞り１１０のみによって液晶装置４４ａ，４４ｂ，４４ｃからの光束の光量を調整する場合と比較して、光学絞り１１０における遮光量を低減することができる。このため、光学絞り１１０の温度上昇を抑制することができ、光学絞り１１０及びその周辺の光学部品の劣化を防止することができる。

以上、本発明のプロジェクタを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）上記各実施形態のプロジェクタは透過型のプロジェクタであるが、本発明は反射型のプロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶表示装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型液晶表示装置のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクタにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクタと同様の効果を得ることができる。

（２）上記各実施形態のプロジェクタは、電気光学変調装置として液晶表示装置を用いているが、本発明はこれに限られない。電気光学変調装置としては、一般に、入射光を画像情報に応じて変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調装置などを利用してもよい。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）を用いることができる。

（３）本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクタに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクタにも適用できる。

プロジェクタの外観を説明するために示す図。 実施形態１に係るプロジェクタの内部構造を説明するために示す平面図。 図２の投写光学系を説明するために示す図。 実施形態１に係るプロジェクタの制御系を説明するために示すブロック図。 実施形態１に係るプロジェクタにおける割当テーブルの活用方法を説明するために示す図。 実施形態１に係るプロジェクタの動作モードを設定する場合について説明するために示すフローチャート。

符号の説明

１０…プロジェクタ、１２…外装ケース、１４…発光管、１６…操作部、１８…排気口、２０…照明装置用光学系、２１…光源装置、２２…第１レンズアレイ、２３…第２レンズアレイ、２４…偏光変換素子、２５…重畳レンズ、２７…光源装置冷却用のファン、２８…発光管ドライバ、２９…モータドライバ、３２…反射ミラー、４０…色分割変調光学系、４４ａ，４４ｂ，４４ｃ…液晶装置、４５…クロスダイクロイックプリズム、４７…投写光学系冷却用のファン、５０…電源装置、６１…画像解析回路、６２…リサイズ回路、６３…ゲイン調整回路、７１…ＣＰＵ、７２…温度センサ、７３…ファン駆動回路、７５…記憶装置、１００…投写光学系、１０２…鏡筒、１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ，１０４ｅ…投写レンズ、１１０…光学絞り、１１２…絞り部材

Claims (14)

1. 発光管及びこの発光管の発光光量を調整する光量調整装置を有し、被照明領域側に光束を射出する光源装置と、
   この光源装置からの光束を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、
   この電気光学変調装置によって変調された光束を投写する投写光学系とを備えたプロジェクタであって、
   前記投写光学系は、前記電気光学変調装置からの光束の一部を通過させる遮光装置を有することを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記遮光装置は、前記電気光学変調装置からの光束の一部を透過する光変調素子からなることを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記遮光装置は、前記電気光学変調装置からの光束の一部を遮蔽する光学絞りからなることを特徴とするプロジェクタ。
4. 請求項３に記載のプロジェクタにおいて、
   前記光学絞りは、前記投写光学系の入射瞳の位置に配置されていることを特徴とするプロジェクタ。
5. 請求項３又は４に記載のプロジェクタにおいて、
   前記投写光学系は、前記光学絞りの絞り部材を駆動するための駆動装置をさらに有することを特徴とするプロジェクタ。
6. 請求項５に記載のプロジェクタにおいて、
   前記駆動装置は、前記光学絞りの絞り度に対応させて前記絞り部材を駆動する駆動モータを含むことを特徴とするプロジェクタ。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記遮光装置は、前記電気光学変調装置からの光束の光量を段階的又は連続的に変化させて調整する機能を有することを特徴とするプロジェクタ。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記光量調整装置は、前記発光管の発光光量を段階的又は連続的に変化させて調整する機能を有することを特徴とするプロジェクタ。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記光量調整装置と前記遮光装置とを関連付けて駆動制御する制御装置をさらに備えたことを特徴とするプロジェクタ。
10. 請求項９に記載のプロジェクタにおいて、
    前記制御装置は、
    前記遮光装置を通過した後の光束の光量として特定の光量を実現するための情報であって、前記発光管の発光光量に対応するパラメータと前記遮光装置の光通過率に対応するパラメータとの組み合わせに関する情報を格納する格納部と、
    この格納部に格納された情報における組み合わせから、前記特定の光量を実現するために使用する組み合わせを選択する判断部とを有することを特徴とするプロジェクタ。
11. 請求項９又は１０に記載のプロジェクタにおいて、
    前記制御装置は、前記光量調整装置によって前記発光管の発光光量を減少させることを、前記遮光装置によって通過光束の光量を減少させることよりも優先する指令を出す機能を有することを特徴とするプロジェクタ。
12. 請求項１０又は１１に記載のプロジェクタにおいて、
    前記発光管の温度を計測するための温度計測手段をさらに備え、
    前記判断部は、前記温度計測手段による前記発光管の計測温度に基づいて、前記格納部に格納された情報における組み合わせから、前記特定の光量を実現するために使用する組み合わせを選択する機能を有することを特徴とするプロジェクタ。
13. 請求項１２に記載のプロジェクタにおいて、
    前記制御装置は、前記発光管の計測温度が所定温度以下の温度である場合には、前記遮光装置によって通過光束の光量を減少させることを、前記光量調整装置によって前記発光管の発光光量を減少させることよりも優先する指令を出す機能を有することを特徴とするプロジェクタ。
14. 請求項１２又は１３に記載のプロジェクタにおいて、
    前記制御装置は、前記発光管の計測温度が所定温度を超える温度である場合には、前記光量調整装置によって前記発光管の発光光量を減少させることを、前記遮光装置によって通過光束の光量を減少させることよりも優先する指令を出す機能を有することを特徴とするプロジェクタ。

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