JP2008304943A

JP2008304943A - 光源駆動方法およびプロジェクタ

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Publication number: JP2008304943A
Application number: JP2008229371A
Authority: JP
Inventors: Morio Matsumoto; 守生松本; Shiki Furui; 志紀古井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2008-12-18
Anticipated expiration: 2024-06-24
Also published as: JP4983752B2

Abstract

【課題】プロジェクタの光源に電力を供給する光源駆動方法と、その光源駆動方法を用いたプロジェクタを提供する。
【解決手段】第１の駆動波形と第２の駆動波形とを出力する光源駆動部としてのランプ駆動電力制御部３と、ランプ駆動電力制御部３から出力する第１の駆動波形および第２の駆動波形の切替えの制御指示を行う電流制御指示部としての高電流ON/OFF切替部５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクタの光源に電力を供給する光源駆動方法、およびその光源駆動方法を用いたプロジェクタに関するものである。

プロジェクタの光源は、一般に放電方式のランプを使用して高輝度の光を出射させている。しかし、ランプの電極間における電子の放電を長時間持続すると放電の軌跡が不安定となり、投写画像にチラツキを発生させる。そこで、ランプに電力を供給し点灯（駆動）する光源駆動装置の側で、定期的に通常の電流と通常の電流に比べ大きな電流とを供給する駆動を行うことで、放電の軌跡を安定させチラツキを防止する機能を備えた光源駆動装置がある（特許文献１（図４）参照）。あるいは周期の初期に比べて多くの電流を流すことも考えられている（特許文献２（図３）〜（図６）参照）。

また、プロジェクタにおいて、投写画像のオートフォーカス方法として、スクリーンに投写したテストパターンをモニタカメラで撮像し、その撮像した撮影像（画像データ）の水平信号の振幅の波高値の高いところを検出することでフォーカス位置を求める方法が提案されている（特許文献３参照）。

特表平１０−５０１９１９号公報特表２００２−５３２８６７号公報特開２０００−２４１８７４号公報

ここで、特許文献１の投写画像のチラツキを防止した光源駆動装置を用いて、特許文献３のオートフォーカス調整を行った場合、モニタカメラが、光源駆動装置の出力する駆動波形の周期の中で電流を変化させることによる輝度の増加を感知するため、撮像した画像データにチラツキが発生して、各画像データの明るさが不安定となる。よって、画像データの明度差を用いるオートフォーカス方法を使用する場合には、正確な処理が行えないという課題がある。
この明るさの不安定さを回避するためには、フォーカスレンズを停止させた状態で複数枚の映像を撮影して平均値を算出する方法も考えられ実行されている。しかし、フォーカスを合せるまでに時間がかかり、手動によるフォーカス調整の方が短時間で行えることになりかねない。

また、画像データの明るさの不安定さを承知して、フォーカスレンズを移動させながら、順次、明度差の増減判定を行っても良いが、フォーカス精度は著しく低下してしまう。
画像データの明るさの不安定さを回避するために、駆動波形の周期の中で定期的に通常の電流に比べ大きな電流を供給する駆動を行わない場合は、上述したように、投写画像にチラツキが発生してしまい、投写画像を見るユーザーにとっては、見づらい画像となる。そのため、駆動波形の周期の中で定期的に通常の電流に比べ大きな電流を供給する駆動を必ず行う必要がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、プロジェクタの光源に電力を供給する光源駆動方法と、その光源駆動方法を用いたプロジェクタを提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明は、光源からの光を空間光変調素子により変調し画像を投写するプロジェクタの光源駆動方法であって、オートフォーカス調整時と通常時とで光源の駆動波形を異ならせることを特徴とする。
このような光源駆動方法によれば、オートフォーカス調整時と通常時において、それぞれ異なった駆動波形で光源を駆動する。

そのため、オートフォーカス調整を行う場合には、オートフォーカス調整時用の駆動波形で光源を駆動することで、例えば、撮像素子などで投写画像を撮像した画像データの明るさを一定にすることができる。また、通常時には通常時用の駆動波形で光源を駆動することで、例えば、チラツキのない投写画像を投写することができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、光源駆動方法であって、オートフォーカス調整時に第１の駆動波形で光源を駆動し、通常時には第１の駆動波形に対し、更に電流を加算した第２の駆動波形で光源を駆動することを特徴とする。
このような光源駆動方法によれば、オートフォーカス調整を行う場合には、第１の駆動波形で光源を駆動する。そして、通常の場合には、第１の駆動波形に対して電流を加算した第２の駆動波形で光源を駆動する。

そのため、オートフォーカス調整を行う場合には、第１の駆動波形で光源を駆動することで、例えば、撮像素子などで投写画像を撮像した画像データの明るさを一定にすることができる。また、通常時には第２の駆動波形で光源を駆動することで、チラツキのない投写画像を投写することができる。

また、上述した目的を達成するために、本発明は、光源からの光を空間光変調素子により変調し画像を投写するプロジェクタであって、オートフォーカス調整時と通常時とで光源の駆動波形を異ならせることを特徴とする。
このようなプロジェクタによれば、オートフォーカス調整時と通常時において、それぞれ異なった駆動波形で光源を駆動する。

また、本発明の好ましい態様によれば、プロジェクタであって、オートフォーカス調整時に第１の駆動波形で光源を駆動し、通常時には第１の駆動波形に対し、更に電流を加算した第２の駆動波形で光源を駆動することを特徴とする。
このようなプロジェクタによれば、オートフォーカス調整を行う場合には、第１の駆動波形で光源を駆動する。そして、通常の場合には、第１の駆動波形に対して電流を加算した第２の駆動波形で光源を駆動する。

また、本発明の好ましい態様によれば、プロジェクタであって、第１の駆動波形と第２の駆動波形とを出力する光源駆動部と、光源駆動部から出力する第１および第２の駆動波形の切替えの制御指示を行う電流制御指示部とを備えたことを特徴とする。
このようなプロジェクタによれば、光源駆動部は、光源を駆動するための第１の駆動波形と第２の駆動波形を出力する。そして、電流制御指示部は、光源駆動部から出力する第１および第２の駆動波形の切替えの制御指示を行う。

そのため、例えば、撮像素子などを用いて投写画像を撮像し、撮像した画像データの検出を行い、その検出結果を基に投写画像のオートフォーカス調整を行う場合に、電流制御指示部が通常時の第２の駆動波形をオートフォーカス調整時の第１の駆動波形に切替える制御指示を行うことができる。また、オートフォーカス調整が終了した場合には、通常時の駆動波形である第２の駆動波形に切替える制御指示を行うことができる。その結果、オートフォーカス調整時には、撮像した画像データ毎の明るさを一定にすることができるため、投写画像の正確な検出が行え、正確なオートフォーカス調整を行うことができる。また、通常時には、チラツキのない投写画像を投写することができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、プロジェクタであって、オートフォーカス調整を行うために、投写画像の反射光を受光して画像データを取得する画像取得部と、画像取得部で取得した画像データに基づき処理を行う画像処理部とを備えたことを特徴とする。
このようなプロジェクタによれば、オートフォーカス調整を行うために、画像取得部と画像処理部とを備えている。そして、画像取得部は、投写画像の反射光を受光して画像データとして取得し、画像処理部は、その取得した画像データを処理する。

そのため、オートフォーカス調整を行う場合、電流制御指示部が第１の駆動波形に切替えて光源を駆動する。そのため、画像取得部で投写画像の反射光を受光し画像データを取得した場合、取得した画像データ毎の明るさを一定にすることができる。その結果、画像処理部は、その画像データを解析処理することで、正確なオートフォーカス調整を行うことができる。

また、上述した目的を達成するために、本発明は、プロジェクタにおける光源駆動装置であって、光源駆動部と、電流制御指示部と、電流制御指示部の制御を行う制御部とを備えたことを特徴とする。
このような光源駆動装置によれば、光源駆動部は、光源を駆動するための第１および第２の駆動波形を出力し、また、電流制御指示部は、光源駆動部における駆動波形の切替えの制御指示を行う。そして、制御部は、電流制御指示部の制御を行う。

これにより、この光源駆動装置をプロジェクタに搭載した場合、例えば、撮像素子などを用いて投写画像を撮像し、撮像した画像データの検出を行い、その検出結果を基に投写画像の調整を行う場合に、制御部の制御により、電流制御指示部が光源駆動部の出力する駆動波形をオートフォーカス調整時の第１の駆動波形に切替える制御指示を行うことができる。その結果、撮像した画像データ毎の明るさを一定にすることができるため、投写画像の正確な検出が行え、正確なオートフォーカス調整を行うことができる。また通常時には、通常時の第２の駆動波形に電流制御指示部が切替える制御指示を行い、チラツキのない投写画像を投写することができる。

以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）

図１は、プロジェクタに光源駆動部としてのランプ駆動電力制御部を用いてオートフォーカス調整を行う場合の概略構成図である。

図１を用いて、プロジェクタ１の構成を説明する。
プロジェクタ１は、光を出射する光源としてのランプ２と、ランプ２の出射光を偏光変換し、色分離し、その光を空間光変調素子により変調し、そして合成を行う光学系（図示省略）と、合成光を拡大投写する投写レンズ４とを備えている。そして、壁などに設置されたスクリーン１００に合成光としての画像を投写する。
また、プロジェクタ１は、ランプ２に電力を供給する光源駆動部としてのランプ駆動電力制御部３を備えている。また、ランプ駆動電力制御部３に内蔵され、第１の駆動波形および第１の駆動波形に更に電流を加算して第２の駆動波形を生成する高電流生成回路３１に対して、駆動波形の切替えを制御指示する電流制御指示部としての高電流ON/OFF切替部５を備えている。そして、これらの動作などを含めて、プロジェクタ１の動作全体も制御する制御部としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）６を備えている。

そして、オートフォーカス調整を行うための構成として、プロジェクタ１は、オートフォーカス調整部をスクリーン１００に投写された画像の反射光を受光することで投写画像を画像データとして撮像する画像取得部としての撮像部７と、撮像された画像データを記憶する画像用メモリ８と、その画像データを解析する画像処理部９とを備えている。また、画像処理部９での解析結果の信号を受けて投写画像の焦点を合せる投写レンズ４を構成するフォーカスレンズ４１と、フォーカスレンズ４１を駆動するフォーカスレンズ駆動部１０と、フォーカスレンズ４１の駆動する位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部１１とを備えている。

本実施形態では、撮像部７としてＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）カメラを採用し、プロジェクタ本体の投写側前面に設置している。また、フォーカスレンズ位置検出部１１として光電式のロータリーエンコーダを採用し、フォーカスレンズ４１の位置（移動距離）を検出している。フォーカスレンズ駆動部１０は、ＤＣ（直流）モータを採用して、フォーカスレンズ４１を駆動している。これらの制御は、ＣＰＵ６が行っている。
なお、図１の構成に基づいたオートフォーカス調整に関しての説明は、図４で詳細に説明する。

図２は、ランプ駆動電力制御部の出力するランプ駆動電流波形および撮像部のＣＣＤカメラのシャッター開放タイミングを示す図である。
図２を用いて、ランプ駆動電力制御部３の駆動電流と、ＣＣＤカメラのシャッター開放タイミングに関して説明する。

図中のランプ駆動電力制御部３の出力するランプ駆動電流である電流波形に関し、横軸方向は時間、縦軸方向は駆動電流を示している。また、図中の電流波形は、通常時にランプ２を駆動するための第２の駆動波形を示している。この駆動電流は、交流電流であり極性を反転（＋/−）させ周期Ｔで繰り返す。詳細には、ランプ２の仕様に応じた駆動電流である電流Ｉ１を時間Ｔ１だけ出力し、電流が＋から−に切替る直前において、一瞬である時間Ｔ２の間、電流Ｉ１に比べて大きい電流（以降、高電流という）の電流Ｉ２を出力する。この出力パターンを−側においても実施し、＋/−を１周期Ｔとして繰返し出力し、ランプ２に電流を供給することになる。本実施形態での周期Ｔに対する周波数は９０Hzを採用している。

これにより、放電方式のランプ２は、ランプ駆動電力制御部３の駆動電流Ｉ１の交流電流を印加されることでランプ２を構成する発光管（図示省略）の電極間に電子を放電させることで発光し光を出射する。そして、ランプ２は、通常の電流Ｉ１に比べ高電流の電流Ｉ２を一瞬である時間Ｔ２の間、印加されることで、電極間の電子の放電軌跡を安定させている。これにより、電子の放電を長時間持続すると電極間の放電軌跡が不安定となることにより発生する投写画像のチラツキという不具合を回避している。

ここで、投写画像のチラツキを防止する第２の駆動波形を出力するランプ駆動電力制御部３を用いて、オートフォーカス調整を行った場合の不具合に付いて説明する。

高電流Ｉ２を周期的に時間Ｔ２の間、ランプ２の電極間に印加することで放電軌跡を安定させ、投写画像のチラツキを防止できるのであるが、これは、ユーザーである人間の目に対してのチラツキが防止できるということである。しかし、オートフォーカス調整を行う場合の撮像部７としてのＣＣＤカメラは、このチラツキの回避方法である高電流Ｉ２を一瞬である時間Ｔ２印加することによる投写画像を画像データとして取込んでしまい、撮影したそれぞれの画像データの明るさが安定しない（この現象を画像データのチラツキという）という不具合が発生することになる。

その不具合が発生する原因を図２に示すシャッター開放タイミングの図を用いて、説明する。
撮像部７がオートフォーカス調整を開始した場合、例えば、最初はランプ駆動電流の−から＋に切替るタイミング（時刻ｔ１）で、ＣＣＤカメラのシャッターを時刻ｔ２までの間、開放した場合には、ランプ駆動電流はＩ１であり、ランプ駆動電流は変化しない。しかし、ＣＣＤカメラが、所定の周期で投写画像を撮像していくと、必ずシャッター開放タイミングが、時刻ｔ_nからｔ_n+1になる場合が出てくる。この場合のランプ駆動電流は、電流Ｉ１と高電流Ｉ２の駆動電流部分となる。この場合に、最初の時刻ｔ１からｔ２のタイミングで撮像した画像データに対して、時刻ｔ_nからｔ_n+1のタイミングで撮像した画像データの明るさは、極端に明るく撮像されてしまうことになる。
このように、撮像するタイミングで、対応するランプ駆動電流が異なることが原因となり、画像データ毎に明るさが異なる現象（チラツキ）が発生する。

図３は、投写画像を撮像部が撮像した画像データにチラツキが発生した時の明るさの時間的変化を表した図である。図３を用いて、上述した画像データのチラツキでの画像データの明るさの変化を説明する。

図３は、横軸方向は時間、縦軸方向は画像データの明るさを示している。また、図３は、図２に示すランプ駆動電流の周期Ｔにおいて、シャッター開放タイミングを徐々にずらして撮像した場合の明るさの時間（位置）的変化を示している。
図２で説明したシャッター開放時間が、駆動電流Ｉ１のみランプ２に印加される期間内（例えば、時刻ｔ１からｔ２の期間内）に位置するときの明るさはＬ１となる。これに対して、シャッター開放時間が、高電流Ｉ２を含む期間内（例えば、時刻ｔ_nからｔ_n+1の期間内）に位置するようになると、時間Ｔ３部分のように、画像データの明るさがＬ２まで明るくなってしまう部分が現れる。これにより、明度差を用いるオートフォーカス調整の精度に影響が出ることになる。

図４は、本実施形態でのオートフォーカス調整を行う場合のフローチャートである。図４及び図１を用いて、本実施形態のオートフォーカス調整方法を説明する。

ステップＳ１００では、ユーザーが、プロジェクタ１に備わる入力部（図示省略）から入力操作を行い、その操作信号をＣＰＵ６が受取り、プロジェクタ１を起動する。
ステップＳ１０１では、ＣＰＵ６は、高電流ON/OFF切替部５に対してランプ２を発光させるために、ランプ駆動電力制御部３を駆動する指示を出させるための信号を送る。その信号を受け、高電流ON/OFF切替部５は、ランプ駆動電力制御部３の高電流生成回路３１に対して、電流Ｉ１及び高電流Ｉ２から成る第２の駆動波形の電流を出力するための制御指示信号である「ON」信号を送る。高電流生成回路３１は、その「ON」信号を受取り、ランプ駆動電力制御部３から電流Ｉ１及び高電流Ｉ２から成る第２の駆動波形の電流の出力を開始させる（図２に示す駆動波形と同様）。ランプ２は、ランプ駆動電力制御部３からの出力電流の供給により発光を開始する。

ステップＳ１０２では、ユーザーが、プロジェクタ１に備わる入力部からオートフォーカス調整するための入力操作を行い、その操作信号をＣＰＵ６が受取り、オートフォーカス調整が開始される。そして、ＣＰＵ６は、オートフォーカス調整用のフォーカス用パターンを投写レンズ４により、スクリーン１００に投写する。
フォーカス用パターンとして、本実施形態では、白色の画像の平面上に、黒色の直線を複数本並べて縞パターンを構成した画像を用いている。

ステップＳ１０３では、ＣＰＵ６は、高電流ON/OFF切替部５に対し、ランプ２にオートフォーカス調整を行う発光を行わせるためにランプ駆動電力制御部３を駆動する指示を出させるための信号を送る。その信号を受け、高電流ON/OFF切替部５は、ランプ駆動電力制御部３の高電流生成回路３１に対して、電流Ｉ１及び高電流Ｉ２からなる第２の駆動波形電流を、電流Ｉ１からなる第１の駆動波形の電流に切替えた電流を出力するための制御指示信号である「OFF」信号を送る。高電流生成回路３１は、その「OFF」信号を受取り、ランプ駆動電力制御部３から電流Ｉ１及び高電流Ｉ２からなる第２の駆動波形の電流を電流Ｉ１からなる第１の駆動波形の電流に切替えた電流を出力する。それにより、高電流Ｉ２が電流Ｉ１に切替り、電流Ｉ１の出力を開始する。図２に示す周期Ｔは変わらず、時間Ｔ２の間の駆動電流である高電流Ｉ２が電流Ｉ１に切替えられて出力されることになる。ランプ２は、ランプ駆動電力制御部３からの第１の駆動波形の電流の供給により発光が切替えられる。

次に、ステップＳ１０４に移行する。ステップＳ１０４では、オートフォーカス調整が開始される。ステップＳ１０５以降のステップで本実施形態でのオートフォーカス調整方法を説明する。

ステップＳ１０５では、フォーカスレンズ駆動部１０は、スクリーン１００よりも近距離で焦点が合う位置から、フォーカスレンズ４１の駆動を開始する。ステップＳ１０６では、フォーカスレンズ位置検出部１１は、フォーカスレンズ４１の位置を検出する。ステップＳ１０７では、位置検出した位置での投写画像であるフォーカス用パターンを、撮像部７であるＣＣＤカメラにより撮像し、画像データとして取得する。ステップＳ１０８では、撮像されたフォーカス用パターンの画像データを画像用メモリ８に記憶する。

ステップＳ１０９では、画像処理部９は、画像用メモリ８に記憶した画像データに基づき、一枚の画像データの全ピクセルに対して、隣接するピクセルの明度差を検出する。ステップＳ１１０では、ＣＰＵ６は、検出された明度差に基づいて明度差の絶対値の総和を計算する。ステップＳ１１１では、ＣＰＵ６は、計算結果を前の画像データに対して比較し、今回の総和が前回の総和に対して小さくなったか否か（前回の総和が最大となったか否か）を判断する。ここで、小さくならない場合には、再度ステップＳ１０６に移行し、フォーカスレンズ４１の位置検出から行う。そして、ステップＳ１１１で明度差の絶対値の総和が前回の総和に対して小さくなったと判断するまでステップＳ１０６からステップＳ１１１を繰り返す。このようにして、明度差の絶対値の総和が最大となるフォーカスレンズ位置を探すことになる。

ステップＳ１１１で、ＣＰＵ６は、今回の明度差の絶対値の総和が前回よりも小さくなった（前回の総和が最大となった）と判断した場合、前回の画像データに対するフォーカスレンズ位置を焦点が合った位置と判断することになる。その時点で、ＣＰＵ６の信号によりフォーカスレンズ駆動部１０は、フォーカスレンズ４１の移動を止める。そして、ステップＳ１１２に移行して、ＣＰＵ６は、焦点が合った前回のフォーカスレンズ位置になるように、フォーカスレンズ駆動部１０を駆動してフォーカスレンズ４１を移動させる。これにより、ステップＳ１１３に移行し、オートフォーカス調整が終了することになる。そして、ステップＳ１１４に移行する。

ステップＳ１１４では、ＣＰＵ６は、高電流ON/OFF切替部５に対し、ランプ２に通常の発光（ユーザーが使用する画像を投写するための発光）を行わせるためにランプ駆動電力制御部３を駆動する指示を出させるための信号を送る。その信号を受け、高電流ON/OFF切替部５は、高電流生成回路３１に対して、電流Ｉ１からなる第１の駆動波形の電流を、再度電流Ｉ１及び高電流Ｉ２からなる第２の駆動波形の電流として出力させるために、制御指示信号である「ON」信号を送る。高電流生成回路３１は、その「ON」信号を受取り、ランプ駆動電力制御部３から電流Ｉ１からなる第１の駆動波形の電流を再度電流Ｉ１及び高電流Ｉ２からなる第２の駆動波形の電流に切替えて出力させる。それにより、ランプ駆動電力制御部３は、図２と同様のランプ駆動電流に切替えられ、第２の駆動波形として出力される。ランプ２は、ランプ駆動電力制御部３からの第２の駆動波形の電流の供給により投写画像にチラツキがない発光に切替えられる。
この一連のフローチャートにより、オートフォーカス調整が行われる。

ここで、オートフォーカス調整中は、投写画像のチラツキを防止するための高電流Ｉ２での駆動を行わないため、基本的に、投写画像はチラツキを持っている。しかし、オートフォーカス調整は、フォーカスレンズ４１の焦点が合っていない期間が長いため、投写画像の明度差が低く、見た目にはチラツキを殆ど感じさせないレベルである。また、オートフォーカス調整は、本実施形態では外乱の処理など含めても５秒以内の短時間で終了する。そして、オートフォーカス調整が終了すると同時に高電流ON/OFF切替部５の指示により、駆動電流を、高電流Ｉ２を出力する第２の駆動波形に切替えて出力するため、投写画像のチラツキを極力低減している。

図５は、フォーカスレンズ４１をスクリーン１００までの距離より近距離で焦点が合う位置から遠距離で焦点が合う位置まで等速で移動させた時の、投写画像を撮像した画像データの明度差を時間軸に対して表した図である。そして、図５（ａ）は、高電流生成回路３１を「ON」した場合の明度差の図である。図５（ｂ）は、高電流生成回路３１を「OFF」した場合の明度差の図である。
図５を用いて、高電流生成回路３１を「ON」及び「OFF」した場合を説明する。

図５（ａ）において、高電流生成回路３１が「ON」になる場合（高電流Ｉ２を用いた第２の駆動波形の場合）は、フォーカスレンズ４１が移動する途中に、ランダムの位置で明るい所（図中のｔ11，ｔ12，ｔ13，ｔ14で表す時刻（地点））と普通の明るさの所とが現れる。そのため、ＣＰＵ６が、画像処理部９での解析結果を基に、明度差の総和の最大値を判断する場合、焦点が合った位置なのか否かを判断できなくなる。図中のｔ10の位置が焦点が合う位置である。

これに対し、図５（ｂ）において、高電流生成回路３１が「OFF」になる場合（高電流Ｉ２を電流Ｉ１に落として駆動する第１の駆動波形の場合）は、フォーカスレンズ４１を移動しても、画像データの明るさが安定するため、明度差の変化も安定する。そのため、明度差の変化は、焦点が合い始めると徐々に明度差が上昇して、焦点が合った位置のｔ10で最大となり、焦点がずれると徐々に明度差が低下していくことになる。
このように、オートフォーカス調整を行う場合には、高電流生成回路３１を「ON」から「OFF」に切替えて高電流Ｉ２を電流Ｉ１に落とす切替え（第２の駆動波形を第１の駆動波形に切替える）を行い駆動することで、図５（ｂ）に示す一様な明度差の変化となり、正確にオートフォーカス調整が行えることになる。

上述した、第１の実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）高電流ON/OFF切替部５を備えたことで、オートフォーカス調整時に、高電流生成回路３１を「ON」から「OFF」に切替えて高電流Ｉ２を電流Ｉ１に落とす切替え（第２の駆動波形を第１の駆動波形に切替える）を行い駆動できるため、撮像した画像データが安定した明るさにでき、オートフォーカス調整を正確に行うことができる。

（２）従来は、明度差の絶対値の総和の最大値を比較判断するために、フォーカスレンズ位置の、測定箇所毎に複数枚の画像データが必要となり、又、その画像データを解析して平均値を出すことで明るさのバラツキを平滑化し、明度差の総和を計算していたため、オートフォーカス調整に時間がかかっていた。しかし、高電流ON/OFF切替部５を備えて、高電流生成回路３１を「ON」から「OFF」に切替えて高電流Ｉ２を電流Ｉ１に落とす切替え（第２の駆動波形を第１の駆動波形に切替える）を行いランプ駆動電力制御部３を駆動できるので、明るさが安定した画像データを画像用メモリ８に取込むことができる。そして、測定箇所毎に複数枚必要であった画像データは１枚で良く、オートフォーカス調整を高速に行うことができる。従来のオートフォーカス調整では、開始から終了までの所要時間は約１分であったが、本実施形態では５秒以下の高速処理を実現している。

（３）オートフォーカス調整中は、投写画像のチラツキを防止するための高電流Ｉ２での駆動を行わない第１の駆動波形で駆動するため、基本的に、投写画像はチラツキを持っている。しかし、オートフォーカス調整は、フォーカスレンズ４１の焦点が合っていない期間が長いため、投写画像の明度差が低く、ユーザーにはチラツキを感じさせないレベルである。また、オートフォーカス調整は、本実施形態では外乱の処理など含めても５秒以下の短時間で終了する。そして、オートフォーカス調整が終了すると同時に高電流ON/OFF切替部５の指示により、駆動電流を、高電流Ｉ２を出力する第２の駆動波形に切替えて出力するため、投写画像のチラツキを極力低減できる。それにより、ユーザーに対して投写画像のチラツキを殆ど感じさせずにオートフォーカス調整を行うことが可能となる。

（４）光源駆動装置を、光源駆動部としてのランプ駆動電力制御部３と、電流制御指示部としての高電流ON/OFF切替部５と、高電流ON/OFF切替部５の制御を行う制御部としてのＣＰＵ６とで構成することができる。そして、その光源駆動装置を本実施形態におけるプロジェクタ１に用いることで、オートフォーカス調整を行う場合に、ＣＰＵ６の制御により、高電流ON/OFF切替部５がランプ駆動電力制御部３の出力する駆動波形の制御指示（この場合、第１の駆動波形の出力）を行うことができる。その結果、撮像した画像データ毎の明るさを一定にすることができるため、投写画像の正確な検出が行え、正確な調整を行うことがでる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図面に基づいて説明する。

図６は、プロジェクタに光源駆動部としてのランプ駆動電力制御部を用いてオートズーム調整を行う場合の概略構成図である。図６を用いてプロジェクタ１の構成を説明する。

図６の構成においては、図１の構成と比較し異なる構成部分を説明する。また、図１と同様の構成部分に関しては、番号も同様に付記している。

図１の構成と異なる構成部分は、フォーカスレンズ４１がズームレンズ４２となり、フォーカスレンズ駆動部１０がズームレンズ駆動部１２となり、また、フォーカスレンズ位置検出部１１がズームレンズ位置検出部１３となっていることである。その他の構成については、図１と同様である。

図７は、オートズーム調整を行う場合のフローチャートである。また、図４に示したフローチャートで、ステップＳ１０１以降を図７のフローチャートとしている。図７を用いて動作を説明する。

ステップＳ２００では、ユーザーが、プロジェクタ１に備わる入力部からオートズーム調整するための入力操作を行い、その操作信号をＣＰＵ６が受取り、オートズーム調整が開始される。そして、ＣＰＵ６は、オートズーム調整用のズーム用パターンを投写レンズ４により、スクリーン１００に投写する。この場合、ズーム用パターンとして全白の画像を投写する。

ステップＳ２０１では、図４のステップＳ１０３と同様に、ＣＰＵ６は、高電流ON/OFF切替部５に対し、ランプ２にオートズーム調整を行う発光を行わせるためにランプ駆動電力制御部３を駆動する指示を出させるための信号を送る。その信号を受け、高電流ON/OFF切替部５は、ランプ駆動電力制御部３の高電流生成回路３１に対して、電流Ｉ１及び高電流Ｉ２からなる第２の駆動波形電流を、電流Ｉ１からなる第１の駆動波形の電流に切替えた電流を出力するための制御指示信号である「OFF」信号を送る。高電流生成回路３１は、その「OFF」信号を受取り、ランプ駆動電力制御部３から電流Ｉ１及び高電流Ｉ２からなる第２の駆動波形の電流を電流Ｉ１からなる第１の駆動波形の電流に切替えた電流を出力する。それにより、高電流Ｉ２が電流Ｉ１に切替り、電流Ｉ１の出力を開始する。ランプ２は、ランプ駆動電力制御部３からの第１の駆動波形の電流の供給により発光が切替えられる。

次に、ステップＳ２０２に移行する。ステップＳ２０２では、オートズーム調整が開始される。そして、ズーム用パターンとして全白の画面をスクリーン１００に投写する。ステップＳ２０３以降のステップで本実施形態でのオートズーム調整方法を説明する。

ステップＳ２０３では、ズームレンズ駆動部１２は、ズームレンズ４２の駆動を開始する。ステップＳ２０４では、ズームレンズ位置検出部１３は、ズームレンズ４２の位置を検出する。ステップＳ２０５では、位置検出した位置での投写画像であるズーム用パターンを、撮像部７であるＣＣＤカメラにより撮像し、画像データとして取得する。ステップＳ２０６では、画像用メモリ８に撮像されたズーム用パターンの画像データを記憶する。

ステップＳ２０７では、画像処理部９は、画像用メモリ８に記憶した画像データに基づき、画像データの全ピクセルに対して明度を検出する。ステップＳ２０８では、ＣＰＵ６は、検出した明度に基づき所定の閾値により全白の範囲を判断する。次に全白の範囲内で、スクリーン１００の外形を所定の閾値により判断する。ここで、スクリーン１００の外形が判断できない場合には、全白の画面が、スクリーン１００の外形内に入っている状態であると判断する。その場合、ステップＳ２０４に戻り、ズームレンズ駆動部１２がズーム比を大きくするためにズームレンズ４２を駆動したその位置をズームレンズ位置検出部１３が次のズームレンズの位置として検出する。そして、ステップＳ２０５で、前回よりも拡大したズーム用パターンをＣＣＤカメラにより撮像する。このようにして、ステップＳ２０８でスクリーン１００の外形範囲が判断できるまでこの一連の動作を繰り返すことになる。

ステップＳ２０８で、ＣＰＵ６が、全白の画面内にスクリーン１００の外形範囲が入っていると判断した場合、ステップＳ２０９に移行する。ステップＳ２０９では、ＣＰＵ６は、そのスクリーン１００の外形位置を、明度差の検出値から読取り、初期的なズームレンズ４２の位置データを基に、明度差の検出値から読取ったスクリーン１００の外形データと比較する。そして、ＣＰＵ６は、現在のズームレンズ４２の位置からどのくらい移動すればスクリーン１００の外形に全白の画面が入るかの移動量を計算する。次に、ステップＳ２１０では、ＣＰＵ６は、ズームレンズ４２の現在位置及び移動量に基づき、ズームレンズ駆動部１２及びズームレンズ位置検出部１３を駆動し、ズームレンズ４２を移動することで、スクリーン１００の外形に全白の画面を入れる。これにより、ステップＳ２１１に移行し、オートズーム調整が終了する。

なお、ステップＳ２０８において、ＣＰＵ６が、全白の画面内にスクリーン１００の外形範囲が入っていると判断した場合は、ステップＳ２０９に移行し、ＣＰＵ６は、そのスクリーン１００の外形位置を、明度差の検出値から読取る。そして、初期的なズームレンズ４２の位置データを基に、明度差の検出値から読取ったスクリーン１００の外形データと比較する。そして、ＣＰＵ６は、現在のズームレンズ４２の位置からどのくらい移動すればスクリーン１００の外形に全白の画面が入るかの移動量を計算する。次に、ステップＳ２１０では、ＣＰＵ６は、ズームレンズ４２の現在位置及び移動量に基づき、ズームレンズ駆動部１２及びズームレンズ位置検出部１３を駆動し、ズームレンズ４２を移動してスクリーン１００の外形に全白の画面を入れることでオートズーム調整を行う。

上述した、オートズーム調整が終了した場合、ステップＳ２１２に移行する。
ステップＳ２１２では、図４のステップＳ１１４と同様に、ＣＰＵ６は、高電流ON/OFF切替部５に対し、ランプ２に通常の発光（ユーザーが使用する画像を投写するための発光）を行わせるためにランプ駆動電力制御部３を駆動する指示を出させるための信号を送る。その信号を受け、高電流ON/OFF切替部５は、高電流生成回路３１に対して、電流Ｉ１からなる第１の駆動波形の電流を、再度電流Ｉ１及び高電流Ｉ２からなる第２の駆動波形の電流として出力させるために、制御指示信号である「ON」信号を送る。高電流生成回路３１は、その「ON」信号を受取り、ランプ駆動電力制御部３から電流Ｉ１からなる第１の駆動波形の電流を再度電流Ｉ１及び高電流Ｉ２からなる第２の駆動波形の電流に切替えて出力させる。それにより、ランプ駆動電力制御部３は、図２と同様のランプ駆動電流に切替えられ、第２の駆動波形として出力される。ランプ２は、ランプ駆動電力制御部３からの第２の駆動波形の電流の供給により投写画像にチラツキがない発光に切替えられる。
上述した構成及びフローチャートにより、高電流ON/OFF切替部５を用いたオートズーム調整が行わる。

上述した、第２の実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）高電流ON/OFF切替部５を備えたことで、オートズーム調整時に、高電流生成回路３１を「ON」から「OFF」に切替えて高電流Ｉ２を電流Ｉ１に落とす切替え（第２の駆動波形を第１の駆動波形に切替える）を行い駆動できるため、撮像した画像データが安定した明るさにでき、オートズーム調整を正確に行うことができる。

（２）オートズーム調整においても、ズーム用パターンを撮像した画像データに明るさのばらつきがないため、撮像する画像データの枚数も１箇所に１枚で良いため、高速にオートズーム調整を行うことができる。そのため、オートズーム調整中の投写画像のチラツキを極力低減できる。それにより、ユーザーに対して投写画像のチラツキを殆ど感じさせずにオートズーム調整を行うことが可能となる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良など加えることが可能である。変形例を以下に述べる。

（変形例１）前記実施形態では、高電流ON/OFF切替部５は、高電流生成回路３１に対して、高電流Ｉ２を電流Ｉ１に切替え（第２の駆動波形を第１の駆動波形に切替え）た電流を出力させるために制御指示信号として「OFF」信号を出力する。しかし、これに限らず、「OFF」信号により、高電流Ｉ２を、前もって設定する電流値に切替えて出力させることでも良い。これにより、投写画像のチラツキのレベルを見て切替える電流値を設定することができる。そのため、例えば、オートフォーカス調整中に投写画像にチラツキが分かるのであれば高電流Ｉ２を電流Ｉ１まで下げずに、電流Ｉ１より若干高い電流値を出力させ、投写画像のチラツキを低減することができる。このように、投写画像と画像データの双方のチラツキ具合を確認して、切替える電流値を設定することができる。

（変形例２）前記実施形態により、高電流ON/OFF切替部５を備えて、オートフォーカス調整及びオートズーム調整を行えるため、投写画像の台形歪補正を行うことができる。具体的には、台形歪が発生する場合に、オートフォーカス調整により、プロジェクタ１のスクリーン１００に対しての距離及び角度が算出でき、それにオートズーム調整による補正を加えることで、台形歪補正が行える。その時、撮像部７で撮像された各画像データは明るさが安定するため、高速で正確な台形歪補正を行うことができる。

（変形例３）前記実施形態における高電流ON/OFF切替部５を備えたプロジェクタ１は、透過型液晶方式のプロジェクタである。しかし、これに限らず、ＤＬＰ（登録商標）（Digital Light Processing）方式、および、反射型液晶方式であるＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）方式などを採用したプロジェクタに実施することが可能である。これにより、様々な方式を採用するプロジェクタに対して、オートフォーカス調整およびオートズーム調整など行う場合に、高電流ON/OFF切替部５により、ランプ２の駆動波形の切替えを行うことができ、チラツキのない投写画像と、画像データを得ることが可能となる。

（変形例４）前記第１の実施形態では、高電流ON/OFF切替部５を備えたたことで、オートフォーカス調整時に、撮像した画像データがチラツキのない安定した明るさにできる。しかし、これに限られることなく、例えば、各色（赤、緑、青、白、黒など）を壁などの不特定の投写対象面に投写して、その投写対象面の持つ色に対する本来の色との差を検出し、逆補正して投写するような投写対象面に対する色補正機能を実行する場合などにも、高電流ON/OFF切替部５を用いることができる。これにより、従来明るさのバラツキにより、画像データが複数枚必要であったが、一枚で良くなり、投写対象面に対する色補正機能の実行スピードを向上できる。

（変形例５）前記第１の実施形態では、オートフォーカス調整方法として、画像データの全ピクセルに対して隣接する明度差の絶対値の総和を計算している。しかし、この方法に限られることなく、例えば、画像データの全ピクセルに対してではなく、特定のピクセルを設定して、そのピクセルに対してのみ隣接する明度差の絶対値の総和を計算しても良い。これにより、更に高速のオートフォーカス調整を行うことが可能になる。

（変形例６）前記第１の実施形態では、オートフォーカス調整方法として、画像データの全ピクセルに対して隣接する明度差の絶対値の総和を計算し、総和が最大となる画像データに対するフォーカスレンズ４１の位置を焦点が合った位置とする方法を用いている。しかし、この方法に限られることなく、例えば、画像データにおいて単純に最も明るい箇所の明度が最大となるフォーカスレンズ４１の位置を焦点が合った位置とする方法でも良い。または、画像データにおいて最も明るい箇所と最も暗い箇所の明度差または比が最大となるフォーカスレンズ４１の位置を焦点が合った位置とする方法でも良い。または、画像データの隣接するピクセルの明度差の絶対値のべき乗の総和が最大となるフォーカスレンズ４１の位置を焦点が合った位置とする方法でも良い。
以上説明したように、様々なフォーカス調整方法を用いることができる。

（変形例７）前記第１の実施形態では、図４に示したフローチャートによると、ステップＳ１０２において、オートフォーカス調整を開始する場合、ユーザーによるプロジェクタ１への入力操作を行うことで開始することになる。しかし、これに限られることなく、ステップＳ１０１で、高電流生成回路３１を「ON」したら、ＣＰＵ６は、オートフォーカス調整開始の動作を行わせる信号を出すというプログラムを実行させても良い。これにより、ユーザーの入力操作は必要なくなり、オートフォーカス調整操作が簡略化される。

（変形例８）前記第１の実施形態のオートフォーカス調整用に用いる投写画像は、フォーカス用パターンとして、白色の画像の平面上に黒色の直線を複数本並べた縞パターンを構成した画像を用いている。しかし、これに限られることなく、画像全面が均一の色でない静止画像であるなら、オートフォーカス調整を行うことができる。これにより、ユーザーが使用する静止画像を用いてもオートフォーカス調整を行うことが可能であり、ユーザーのプレゼンテーションに入る操作においての利便性を向上させる。

本発明の第１実施形態に係るプロジェクタのオートフォーカス調整を行う場合の概略構成図。ランプ駆動電流とシャッター開放タイミングを示す図。画像データにチラツキが発生した時の明るさの時間的変化を表した図。オートフォーカス調整を行う場合のフローチャート。画像データの明度差を時間軸に表した図。第２実施形態に係るプロジェクタのオートズーム調整を行う場合のプロジェクタの概略構成図。オートズーム調整を行う場合のフローチャート。

符号の説明

１…プロジェクタ、２…光源としてのランプ、３…光源駆動部としてのランプ駆動電力制御部、４…投写レンズ、５…電流制御指示部としての高電流ON/OFF切替部、６…制御部としてのＣＰＵ、７…画像取得部としての撮像部、８…画像用メモリ、９…画像処理部、１０…フォーカスレンズ駆動部、１１…フォーカスレンズ位置検出部、１２…ズームレンズ駆動部、１３…ズームレンズ位置検出部、３１…ランプ駆動電力制御部を構成する高電流生成回路、４１…フォーカスレンズ、４２…ズームレンズ。

Claims

光源からの光を空間光変調素子により変調し画像を投写するプロジェクタの光源駆動方法であって、
オートフォーカス調整時と通常時とで光源の駆動波形を異ならせることを特徴とする光源駆動方法。
請求項１に記載の光源駆動方法であって、
前記オートフォーカス調整時に第１の駆動波形で前記光源を駆動し、前記通常時には第１の駆動波形に対し、更に電流を加算した第２の駆動波形で前記光源を駆動することを特徴とする光源駆動方法。
光源からの光を空間光変調素子により変調し画像を投写するプロジェクタであって、
オートフォーカス調整時と通常時とで光源の駆動波形を異ならせることを特徴とするプロジェクタ。
請求項３に記載のプロジェクタであって、
前記オートフォーカス調整時に第１の駆動波形で前記光源を駆動し、前記通常時には第１の駆動波形に対し、更に電流を加算した第２の駆動波形で前記光源を駆動することを特徴とするプロジェクタ。
請求項３または請求項４に記載のプロジェクタであって、
前記第１の駆動波形と前記第２の駆動波形とを出力する光源駆動部と、
前記光源駆動部から出力する前記第１および第２の駆動波形の切替えの制御指示を行う電流制御指示部とを備えたことを特徴とするプロジェクタ。
請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載のプロジェクタであって、
前記オートフォーカス調整を行うために、投写画像の反射光を受光して画像データを取得する画像取得部と、
前記画像取得部で取得した画像データに基づき処理を行う画像処理部とを備えたことを特徴とするプロジェクタ。
請求項３〜請求項６のいずれか一項に記載のプロジェクタにおける光源駆動装置であって、
前記光源駆動部と、前記電流制御指示部と、前記電流制御指示部の制御を行う制御部とを備えたことを特徴とする光源駆動装置。