JP2009210765A - プロジェクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】動作音の発生が抑制された調光装置を備えたプロジェクタを提供する。
【解決手段】プロジェクタ1は、光源111と、光源111から射出された光を画像情報に応じて変調して画像を形成する光変調装置(液晶ライトバルブ140R,140G,140B)と、光変調装置で形成された画像を投写する投写光学系(投写レンズ200)と、光源111から射出される光の光軸上に設置され、光の一部を遮光して光量を調節する調光装置16と、を有し、調光装置16は、通電によって形状が変化する導電性高分子アクチュエータを有し、導電性高分子アクチュエータの形状の変化によって遮光量を変化させて、光量を調節する。
【選択図】図5
【解決手段】プロジェクタ1は、光源111と、光源111から射出された光を画像情報に応じて変調して画像を形成する光変調装置(液晶ライトバルブ140R,140G,140B)と、光変調装置で形成された画像を投写する投写光学系(投写レンズ200)と、光源111から射出される光の光軸上に設置され、光の一部を遮光して光量を調節する調光装置16と、を有し、調光装置16は、通電によって形状が変化する導電性高分子アクチュエータを有し、導電性高分子アクチュエータの形状の変化によって遮光量を変化させて、光量を調節する。
【選択図】図5
Description
本発明は、プロジェクタに関する。
従来、画像信号に応じて光変調装置(液晶ライトバルブ)に入射させる光の量を変化させるために、絞り機構として遮光板を有し、その遮光板を回動させることにより光源からの光の光量を調節する調光装置を備えたプロジェクタが知られている(特許文献1参照)。このようなプロジェクタによれば、例えば、暗い場面では光量を少なくし、明るい場面では光量を多くすることで、ダイナミックレンジが広く映像表現力に優れた映像を投写することができる。
しかしながら、このようなプロジェクタの調光装置では、遮光板を回動するためにモータやギヤ等の駆動部が必要となり、遮光板が回動する際にその駆動部から動作音が発生するため、映像を視聴している視聴者が不快に感じてしまう場合があった。したがって、動作音の発生が抑制された調光装置を備えたプロジェクタが求められていた。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例に係るプロジェクタは、光源と、前記光源から射出された光を画像情報に応じて変調して画像を形成する光変調装置と、前記光変調装置で形成された前記画像を投写する投写光学系と、前記光源から射出される前記光の光軸上に設置され、前記光の一部を遮光して光量を調節する調光装置と、を有し、前記調光装置は、通電によって形状が変化する導電性高分子アクチュエータを有し、当該導電性高分子アクチュエータの形状の変化によって遮光量を変化させて、前記光量を調節することを特徴とする。
このような構成によれば、プロジェクタは、導電性高分子アクチュエータを有して構成された調光装置を備えている。そして、導電性高分子アクチュエータの形状が変化することで、遮光量を変化させて光量を調節する。このように調光装置に導電性高分子アクチュエータを使用することによって、モータやギヤ等の駆動部を備えた従来の調光装置と比べて、動作音の発生を抑制することが可能となる。
[適用例2]上記適用例に係るプロジェクタにおいて、前記導電性高分子アクチュエータは、バイモルフ型の構造で、遮光性を有するとともに、略扇形に形成され、前記調光装置は、略扇形の前記導電性高分子アクチュエータを前記光軸を略中心として円板状となるように複数配置して構成され、複数の前記導電性高分子アクチュエータを屈曲させて前記光軸周辺の遮光量を変化させることによって、前記光量を調節することを特徴とする。
このような構成によれば、プロジェクタは、略扇形の形状をした導電性高分子アクチュエータが円板状に配置された調光装置を備えている。導電性高分子アクチュエータは、バイモルフ型の構造であり、屈曲させることで遮光量を変化させる。このように、調光装置は、光軸周辺の遮光面積を変化させて光源から射出される光の光量を調節するため、投写画像における輝度の分布を自然な分布にすることができる。
[適用例3]上記適用例に係るプロジェクタにおいて、前記導電性高分子アクチュエータは、バイモルフ型の構造で、遮光性を有するとともに、略矩形の板状に形成され、前記調光装置は、略矩形の前記導電性高分子アクチュエータを前記光軸を挟んだ2列ののれん状となるように複数配置して構成され、複数の前記導電性高分子アクチュエータを屈曲させて前記光軸周辺の遮光量を変化させることによって、前記光量を調節することを特徴とする。
このような構成によれば、プロジェクタは、略矩形の板状をした導電性高分子アクチュエータが2列ののれん状に配置された調光装置を備えている。導電性高分子アクチュエータは、バイモルフ型の構造であり、屈曲させることで遮光量を変化させる。このように、調光装置は、光軸周辺の遮光面積を変化させて光源から射出される光の光量を調節するため、投写画像における輝度の分布を自然な分布にすることができる。
[適用例4]上記適用例に係るプロジェクタにおいて、前記調光装置は、前記光の一部を遮光する遮光板をさらに有し、前記導電性高分子アクチュエータは、形状の変化によって前記遮光板を可動させて遮光量を変化させ、前記光量を調節することを特徴とする。
このような構成によれば、プロジェクタは、導電性高分子アクチュエータと遮光板とを有して構成された調光装置を備えている。そして、導電性高分子アクチュエータの形状が変化することによって、遮光板を可動させ、遮光量を変化させて光量を調節する。このように導電性高分子アクチュエータを用いて遮光板を動作させることによって、調光装置の動作音の発生を抑制することができる。
以下、実施形態について説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係るプロジェクタ1の画像投写部10の概略構成を示す構成図であり、光源111から射出された光がスクリーンSCに至るまでの光路を示している。
図1に示すように、プロジェクタ1の画像投写部10は、照明光学系110、色光分離光学系120、リレー光学系130、3つの平行化レンズ124,125,135、光変調装置としての3つの液晶ライトバルブ140R,140G,140B、色光合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム150、投写光学系としての投写レンズ200等を備えている。
図1は、本実施形態に係るプロジェクタ1の画像投写部10の概略構成を示す構成図であり、光源111から射出された光がスクリーンSCに至るまでの光路を示している。
図1に示すように、プロジェクタ1の画像投写部10は、照明光学系110、色光分離光学系120、リレー光学系130、3つの平行化レンズ124,125,135、光変調装置としての3つの液晶ライトバルブ140R,140G,140B、色光合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム150、投写光学系としての投写レンズ200等を備えている。
照明光学系110は、光源111と、第1のレンズアレイ112と、第2のレンズアレイ113と、偏光変換素子114と、重畳レンズ115と、調光装置16とを有している。光源111は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電型の光源ランプ111aと、光源ランプ111aが放射した光を略一方向に向けて反射するリフレクタ111bとを含んで構成されている。光源111から射出された光束は、微小なレンズがマトリクス状に配置された第1のレンズアレイ112によって多数の微小な部分光束に分割される。第2のレンズアレイ113および重畳レンズ115は、分割された部分光束のそれぞれが、照明対象である3つの液晶ライトバルブ140R,140G,140Bの画素領域全体を照射するように備えられている。このため、各部分光束が液晶ライトバルブ140R,140G,140B上で重畳され、液晶ライトバルブ140R,140G,140Bの画素領域全体が略均一に照明される。
偏光変換素子114は、光源111からの光を液晶ライトバルブ140R,140G,140Bで効率よく利用可能とするため、特定の偏光方向を有する偏光光に揃える機能を有している。照明光学系110を射出した偏光光は、色光分離光学系120に入射する。
調光装置16は、導電性高分子アクチュエータを有して構成されており、導電性高分子アクチュエータの形状の変化によって遮光量を変化させ、光源111から射出される光の光量を調節する。調光装置16は、第1のレンズアレイ112と第2のレンズアレイ113との間に配置されることによって、画素領域全体の明るさを変化させることが可能となる。なお、調光装置16の詳細な説明は、後述する。
色光分離光学系120は、2つのダイクロイックミラー121,122と、反射ミラー123とを備えており、照明光学系110から射出された光を、波長域の異なる3色の光に分離する。ダイクロイックミラー121は、略赤色の光を反射するとともに、反射する光よりも短波長の光を透過する。ダイクロイックミラー121で反射した赤色光Rは、反射ミラー123で反射した後、平行化レンズ124で平行化されて赤色光用の液晶ライトバルブ140Rを照明する。
ダイクロイックミラー122は、略青色の光を透過するとともに、透過する光よりも長波長の光を反射する。このため、ダイクロイックミラー121で反射された光のうち、緑色光Gは、ダイクロイックミラー122で反射し、平行化レンズ125で平行化されて緑色光用の液晶ライトバルブ140Gを照明する。また、青色光Bは、ダイクロイックミラー122を透過し、リレー光学系130を経由した後、平行化レンズ135で平行化されて青色光用の液晶ライトバルブ140Bを照明する。
なお、本実施形態では、青色光Bの経路が他の色光の経路に比べて長くなってしまうことから、光束の発散によって液晶ライトバルブ140Bへの照明効率が低下するのを抑制するために、青色光Bの経路に、リレー光学系130が設けられている。リレー光学系130は、入射側レンズ131と、リレーレンズ133と、2つの反射ミラー132,134とを備えている。色光分離光学系120から射出された青色光Bは、入射側レンズ131によってリレーレンズ133の近傍で収束し、平行化レンズ135に向けて発散する。
液晶ライトバルブ140R,140G,140Bのそれぞれは、一対の透明基板間に液晶が封入された液晶パネル141と、その入射側および射出側にそれぞれ備わる入射側偏光板142および射出側偏光板143とによって構成されている。液晶パネル141には、マトリクス状に配列された複数の画素からなる画素領域が形成されており、液晶に対して画素毎に駆動電圧を印加可能になっている。入射側偏光板142および射出側偏光板143は、特定の偏光方向の偏光光のみを透過可能であり、入射側偏光板142は、偏光変換素子114によって揃えられた偏光方向の偏光光を透過可能となっている。このため、各液晶ライトバルブ140R,140G,140Bに照射された各色光の大部分は入射側偏光板142を透過して、液晶パネル141に入射する。
ここで、後述するライトバルブ駆動部210が、画像信号に応じた駆動電圧を液晶パネル141の各画素に印加すると、液晶パネル141に入射した光は、駆動電圧に応じて変調され、画素毎に異なる偏光方向を有した偏光光となる。この偏光光のうち、射出側偏光板143を透過可能な偏光成分のみが液晶ライトバルブ140R,140G,140Bから射出される。つまり、液晶ライトバルブ140R,140G,140Bが、画像信号に応じて、画素毎に異なる透過率で入射光を透過させることによって、階調を有する画像光が色光毎に形成される。液晶ライトバルブ140R,140G,140Bから射出した各色光からなる画像光は、クロスダイクロイックプリズム150に入射する。
クロスダイクロイックプリズム150は、赤色光Rを反射する誘電体多層膜と青色光Bを反射する誘電体多層膜とが、4つの直角プリズムの界面に沿って略X字状に設けられたものであり、各液晶ライトバルブ140R,140G,140Bから射出された各色の画像光を、画素毎に合成してカラー画像を表す画像光を形成する。クロスダイクロイックプリズム150によって合成された画像光は、投写レンズ200によってスクリーンSC等に拡大投写される。
次に、調光装置16について図2、図3、図4を用いて説明する。
図2は、調光装置16の説明図である。同図(a)は、光軸方向から見た図であり、同図(b)は、断面図であり、同図(c)は、調光装置16を構成する導電性高分子アクチュエータ素子161の説明図である。
図2(c)は、導電性高分子アクチュエータ素子161を表している。導電性高分子アクチュエータ素子161は、遮光性を備え略扇形をしたバイモルフ型の導電性高分子アクチュエータ部161aおよび電極部161bにより構成されている。
図2は、調光装置16の説明図である。同図(a)は、光軸方向から見た図であり、同図(b)は、断面図であり、同図(c)は、調光装置16を構成する導電性高分子アクチュエータ素子161の説明図である。
図2(c)は、導電性高分子アクチュエータ素子161を表している。導電性高分子アクチュエータ素子161は、遮光性を備え略扇形をしたバイモルフ型の導電性高分子アクチュエータ部161aおよび電極部161bにより構成されている。
図2(a)に示すように、調光装置16は、8つの導電性高分子アクチュエータ素子(161,162,163,164,165,166,167,168)を円板状に配置して構成され、中心部に開口部16hが形成された形状をしている。調光装置16は、この開口部16hの略中心を光軸が通るように光路上に配置される。なお、調光装置16の外周縁部は保持部材(図示せず)によって固定されている。一方、内周縁部は固定されておらず、変形可能としている。
図2(b)は、導電性高分子アクチュエータ素子161,165の部分の断面を表している。このような形状によって、円板状に配置された導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)は、光源111から射出された光を遮光し、開口部16hは光を通過させる。なお、導電性高分子アクチュエータ素子は8つに限定するものではない。
次に、導電性高分子アクチュエータ素子の動作について図3を用いて説明する。
図3は、導電性高分子アクチュエータ素子161の動作を説明するための断面図である。同図(a)は、導電性高分子アクチュエータ素子161が屈曲した状態を示す図であり、同図(b)は、屈曲していない状態を示す図であり、同図(c)は、逆方向に屈曲した状態を示す図である。
図3(a)、(b)、(c)に示すように、導電性高分子アクチュエータ素子161の導電性高分子アクチュエータ部161aは、2つの板状の導電性高分子アクチュエータ161a1,161a2で絶縁基材Pを挟み込む構造(バイモルフ型)となっている。また、導電性高分子アクチュエータ161a1には電極部161bとしての電極161b1が着接され、導電性高分子アクチュエータ161a2には電極部161bとしての電極161b2が着接されている。
図3は、導電性高分子アクチュエータ素子161の動作を説明するための断面図である。同図(a)は、導電性高分子アクチュエータ素子161が屈曲した状態を示す図であり、同図(b)は、屈曲していない状態を示す図であり、同図(c)は、逆方向に屈曲した状態を示す図である。
図3(a)、(b)、(c)に示すように、導電性高分子アクチュエータ素子161の導電性高分子アクチュエータ部161aは、2つの板状の導電性高分子アクチュエータ161a1,161a2で絶縁基材Pを挟み込む構造(バイモルフ型)となっている。また、導電性高分子アクチュエータ161a1には電極部161bとしての電極161b1が着接され、導電性高分子アクチュエータ161a2には電極部161bとしての電極161b2が着接されている。
図3(a)のように、電源装置Bによって電極161b1と電極161b2との間に電圧を印加すると、マイナス側(図の左側)の導電性高分子アクチュエータ161a1は陰イオンを放出して短縮(収縮)し、プラス側(図の右側)の導電性高分子アクチュエータ161a2は陰イオンを取り込んで伸張する。これにより、図3(a)のように導電性高分子アクチュエータ素子161の内周縁側端部は、マイナス側(図の左側)に倒れるように屈曲する。このとき、電源装置Bが印加する電圧の大きさにより、導電性高分子アクチュエータ素子161の屈曲量を変化させることができる。
図3(c)では、電極161b1と電極161b2との間に、図3(a)とは逆向きに電圧を印加している。即ち、図3(a)とは電圧極性を反転させた状態である。この場合、マイナス側(図の右側)の導電性高分子アクチュエータ161a2は陰イオンを放出して短縮し、プラス側(図の左側)の導電性高分子アクチュエータ161a1は陰イオンを取り込んで伸張する。これにより、図3(c)のように導電性高分子アクチュエータ素子161はマイナス側(図の右側)に屈曲する。このときも、電源装置Bが印加する電圧の大きさにより、導電性高分子アクチュエータ素子161の屈曲量を変化させることができる。
また、図3(b)のように、電極161b1と電極161b2との間に電圧を印加しない場合、導電性高分子アクチュエータ161a1および導電性高分子アクチュエータ161a2は伸縮しないため、導電性高分子アクチュエータ素子161は屈曲しない。
このように、全ての(8つの)導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)の電極に対して同時に電圧を印加して、導電性高分子アクチュエータを屈曲させることにより、開口部16hを拡大させることができる。
このように、全ての(8つの)導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)の電極に対して同時に電圧を印加して、導電性高分子アクチュエータを屈曲させることにより、開口部16hを拡大させることができる。
図4は、調光装置16の開口部16hが拡大した場合の説明図である。同図(a)は、光軸方向から見た図であり、同図(b)および(c)は、断面図である。
図4(a)に示すように、調光装置16の中心側の開口部16hは、図2(a)と比較して拡大している。このとき、導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)は、図4(b)の断面図に示すように屈曲した状態となっている。この状態は、即ち、図3で説明した、電極に電圧を印加することによって導電性高分子アクチュエータ素子を屈曲させた状態である。このように開口部16hが拡大することによって、調光装置16は、通過する光の光量を増大させることができる。また、調光装置16は、導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)の電極に印加する電圧を変化させることによって、導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)の屈曲量を調節し、通過する光量を調節することができる。
図4(a)に示すように、調光装置16の中心側の開口部16hは、図2(a)と比較して拡大している。このとき、導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)は、図4(b)の断面図に示すように屈曲した状態となっている。この状態は、即ち、図3で説明した、電極に電圧を印加することによって導電性高分子アクチュエータ素子を屈曲させた状態である。このように開口部16hが拡大することによって、調光装置16は、通過する光の光量を増大させることができる。また、調光装置16は、導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)の電極に印加する電圧を変化させることによって、導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)の屈曲量を調節し、通過する光量を調節することができる。
図4(c)の断面図では、導電性高分子アクチュエータ素子161,165は、図4(b)と逆方向に屈曲した状態となっている。これも、図3で説明したように、導電性高分子アクチュエータ素子161,165の電極に、電圧を逆向きに印加して屈曲させた状態であり、開口部16hは拡大している。この場合も、電極に印加する電圧を変化させることによって、導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)の屈曲量を調節し、光量を調節することができる。
このように、調光装置16は、導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)の屈曲させる方向を変化させながら、開口部16hを拡大させたり縮小させたりすることができる。
このように、調光装置16は、導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)の屈曲させる方向を変化させながら、開口部16hを拡大させたり縮小させたりすることができる。
次に、プロジェクタ1の構成について説明する。
図5は、第1の実施形態に係るプロジェクタ1の概略構成を示すブロック図である。
図5に示すように、プロジェクタ1は、画像投写部10、制御部20、入力操作部21、光源制御部22、画像信号入力部31、画像処理部32、画像解析部34、調光装置駆動部35等を備えている。プロジェクタ1は、図示しない画像供給装置から供給される画像信号に応じた画像を画像投写部10によって投写する。
図5は、第1の実施形態に係るプロジェクタ1の概略構成を示すブロック図である。
図5に示すように、プロジェクタ1は、画像投写部10、制御部20、入力操作部21、光源制御部22、画像信号入力部31、画像処理部32、画像解析部34、調光装置駆動部35等を備えている。プロジェクタ1は、図示しない画像供給装置から供給される画像信号に応じた画像を画像投写部10によって投写する。
画像投写部10では、図1で説明したような光路によって、画像光は、投写レンズ200によってスクリーンSC等に拡大投写される。調光装置16は、図2、図3、図4で説明したように、光源111から射出される光の光量を調節する。
制御部20は、CPU(Central Processing Unit)や、各種データの一時記憶等に用いられるRAM(Random Access Memory)、および、マスクROM(Read Only Memory)やフラッシュメモリ、FeRAM(Ferroelectric RAM:強誘電体メモリ)等の不揮発性のメモリ等(いずれも図示せず)を備え、コンピュータとして機能するものである。制御部20は、CPUが不揮発性のメモリに記憶されている制御プログラムに従って動作することにより、プロジェクタ1の動作を統括制御する。
入力操作部21は、プロジェクタ1に対して各種指示を行うための複数のキー等を備えている。入力操作部21が備えるキーとしては、電源のオン/オフを行うための「電源キー」や、入力ソースを切り換えるための「入力ソース切換キー」、各種設定を行うためのメニュー画面の表示/非表示を切り換える「メニューキー」、メニュー画像におけるカーソルの移動等に用いられる「カーソルキー」、各種設定を決定するための「決定キー」等がある。ユーザが入力操作部21を操作すると、入力操作部21は、ユーザの操作内容に応じた操作信号を制御部20に出力する。なお、入力操作部21は、リモコン信号受信部(図示せず)と遠隔操作が可能なリモートコントローラ(図示せず)を有した構成としてもよい。この場合、リモートコントローラは、ユーザの操作内容に応じた赤外線等の操作信号を発し、リモコン信号受信部がこれを受信して制御部20に伝達する。
光源制御部22は、制御部20の指示に基づいて、光源111に対する電力の供給と停止とを制御し、光源111の点灯および消灯を切り換える。
画像信号入力部31には、パーソナルコンピュータやビデオ再生装置等、外部の画像供給装置(図示せず)とケーブルを介した接続を行うための各種の画像入力端子が備えられており、画像供給装置から画像信号が入力される。画像信号入力部31は、入力される画像信号を、画像処理部32で処理可能な形式の画像データに変換して、画像処理部32および画像解析部34に出力する。
画像処理部32は、制御部20の指示に基づいて、画像信号入力部31から入力される画像データに対して、明るさ、コントラスト、シャープネス、色合い等の調整や、ガンマ補正等の各種画質調整を施す。さらに、画像処理部32では、必要に応じてOSD(オンスクリーンディスプレイ)画像を画像データに重畳する処理を行う。また、画像処理部32は、画像解析部34から画像制御信号を入力して、画像データの階調情報の階調範囲を伸張する。画像処理部32は、このような調整および処理を行った画像データをライトバルブ駆動部210に出力する。
ライトバルブ駆動部210は、入力される画像データに従って液晶ライトバルブ140R,140G,140Bを駆動する。この結果、画像データに基づいた画像が画像投写部10からスクリーンSCに投写される。
画像解析部34は、制御部20の指示に基づいて、画像信号入力部31から入力される画像データを解析し、調光装置16を制御するための調光制御信号を生成して調光装置駆動部35に出力する。また、調光制御信号に基づいて画像データの階調情報の階調範囲を伸張するための画像制御信号を生成して、画像処理部32に出力する。
ここで、プロジェクタ1の調光装置16を制御するための調光制御方法について説明する。調光制御方法としては、[1]表示映像適応型の制御、[2]投写拡大率による制御、[3]外部からの制御、等が考えられる。以下にそれぞれの方法について説明する。
([1]表示映像適応型の制御)
表示映像適応型の制御とは、明るい映像シーンでは光量が多くなり、暗いシーンでは光量が少なくなるような、表示映像に適応した明るさの制御である。画像解析部34では画像信号に基づいて調光制御信号が生成されるが、調光制御信号の生成方法には、例えば次の3通りが考えられる。
表示映像適応型の制御とは、明るい映像シーンでは光量が多くなり、暗いシーンでは光量が少なくなるような、表示映像に適応した明るさの制御である。画像解析部34では画像信号に基づいて調光制御信号が生成されるが、調光制御信号の生成方法には、例えば次の3通りが考えられる。
(A)注目しているフレーム(画面)に含まれている画素データのうち、明るさが最大の階調数を調光制御信号とする方法。
この方法によれば、入力される画像信号に対し、最も忠実に明るさを表現することができる。
この方法によれば、入力される画像信号に対し、最も忠実に明るさを表現することができる。
(B)注目しているフレームに含まれている階調数毎の出現数分布(ヒストグラム)より、最大の明るさから出現数について一定の割合(例えば10%)となる階調数を調光制御信号とする方法。
この方法によれば、画面全体の中で情報として意味を持つ領域によって判定することができる。なお、上記の割合は2〜50%程度の範囲で変化させてもよい。
この方法によれば、画面全体の中で情報として意味を持つ領域によって判定することができる。なお、上記の割合は2〜50%程度の範囲で変化させてもよい。
(C)画面を複数のブロックに分割して、ブロック毎に含まれている画素の階調数の平均値を求め、最大のものを調光制御信号とする方法。
この方法によれば、画面全体の雰囲気を損なうことなく、明るさを制御することができる。
この方法によれば、画面全体の雰囲気を損なうことなく、明るさを制御することができる。
調光制御信号の生成の際に、上記(A)〜(C)の方法を表示領域全体に対して適用する他に、例えば、表示領域の中央部分等、特定の部分だけに上記方法を適用することも可能である。この場合、視聴者が注目している部分から明るさを決定するような制御の仕方が可能となる。
次に、画像解析部34は、上記の生成方法で生成した調光制御信号に基づいて調光装置駆動部35を制御するが、この調光装置駆動部35の制御方法は、例えば、次の3つの方法およびその組み合わせが考えられる。
(A)出力された調光制御信号に応じてリアルタイムで制御する方法。
この場合は、画像解析部34から出力された調光制御信号をそのまま調光装置駆動部35に供給すればよいため、その他の信号処理は不要となる。この方法は映像の明るさに完全に追従する点で理想的であるが、映像の内容によっては画面の明暗が短い周期で変化することもあり、鑑賞時に視聴者がストレスを感じる等の問題が発生する恐れがある。
この場合は、画像解析部34から出力された調光制御信号をそのまま調光装置駆動部35に供給すればよいため、その他の信号処理は不要となる。この方法は映像の明るさに完全に追従する点で理想的であるが、映像の内容によっては画面の明暗が短い周期で変化することもあり、鑑賞時に視聴者がストレスを感じる等の問題が発生する恐れがある。
(B)出力された調光制御信号にLPF(ローパスフィルター)をかけ、その出力で制御する方法。
例えば、LPFによって1〜30秒以下の調光制御信号の変化分をカットし、その出力によって制御する。この方法によれば、細かい時間の変化分はカットされるため、上述したような短い周期での明暗の変化を避けることができる。
例えば、LPFによって1〜30秒以下の調光制御信号の変化分をカットし、その出力によって制御する。この方法によれば、細かい時間の変化分はカットされるため、上述したような短い周期での明暗の変化を避けることができる。
(C)調光制御信号に所定の大きさ以上(例えば60階調以上)の変化があった場合にのみ調光装置16を制御する方法。
この方法によれば、シーンの切り換わり等のみに応じた制御を行うことができる。
この方法によれば、シーンの切り換わり等のみに応じた制御を行うことができる。
上述のような制御方法を行うことで、次のように調光装置16を駆動することができる。例えば、0〜255の256ステップの階調数を含む画像データを想定すると、階調数「190」が調光制御信号として出力された場合、最大明るさ(階調数255)の光量を100%とすると、190/255=75%の光量が得られるように調光装置16を駆動する。本実施形態の場合、調光装置16の遮光手段は導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)であるから、光の通過率が75%(遮光率が25%)となるように導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)を屈曲させる。
一方、画像処理部32では、画像データおよび画像解析部34で生成された画像制御信号に基づいて、この画像データの階調情報を適当な階調範囲まで伸張する。例えば、最大階調範囲にまで伸張する場合、最大階調数が255であるから、調光制御信号が階調数190の場合、階調数0〜190までの画像データを階調数0〜255まで伸張する。
このように、調光装置16による光量の制御、および、画像データの伸張処理によって、映像のダイナミックレンジを拡張しつつ、滑らかな階調表現を実現することができる。
このように、調光装置16による光量の制御、および、画像データの伸張処理によって、映像のダイナミックレンジを拡張しつつ、滑らかな階調表現を実現することができる。
([2]投写拡大率による制御)
投写拡大率による制御とは、投写レンズ200のズーミングに対応させた制御である。通常は液晶ライトバルブ(被照明領域)における単位面積あたりの光量が一定であるから、拡大側では画面が暗くなり、縮小側で明るくなる傾向にある。したがって、これを補正するように、拡大側に変化させた場合には光量が増えるように、縮小側に変化させた場合には光量が減るように調光装置16を制御する。
投写拡大率による制御とは、投写レンズ200のズーミングに対応させた制御である。通常は液晶ライトバルブ(被照明領域)における単位面積あたりの光量が一定であるから、拡大側では画面が暗くなり、縮小側で明るくなる傾向にある。したがって、これを補正するように、拡大側に変化させた場合には光量が増えるように、縮小側に変化させた場合には光量が減るように調光装置16を制御する。
([3]外部からの制御)
外部からの制御とは、ユーザが好みに応じて調光装置16を制御するものである。例えば暗い鑑賞環境においては光量が少なく、明るい鑑賞環境においては光量が多くなるように調光装置16を制御する。この場合、ユーザが入力操作部21を操作して調節する構成としてもよいし、明るさセンサ等を設けて自動的に制御される構成としてもよい。
外部からの制御とは、ユーザが好みに応じて調光装置16を制御するものである。例えば暗い鑑賞環境においては光量が少なく、明るい鑑賞環境においては光量が多くなるように調光装置16を制御する。この場合、ユーザが入力操作部21を操作して調節する構成としてもよいし、明るさセンサ等を設けて自動的に制御される構成としてもよい。
図5に戻り、調光装置駆動部35は、画像解析部34から上述した調光制御信号を入力し、調光装置16の駆動信号を生成して調光装置16に出力する。
ここで、調光装置駆動部35について説明する。
図6は、調光装置駆動部35の内部構成を表した説明図である。
図6に示すように、調光装置駆動部35は、レベル演算部351、DAコンバータ352、レベルシフタ353等を備えており、調光装置駆動信号ACC1を出力する。
図6は、調光装置駆動部35の内部構成を表した説明図である。
図6に示すように、調光装置駆動部35は、レベル演算部351、DAコンバータ352、レベルシフタ353等を備えており、調光装置駆動信号ACC1を出力する。
レベル演算部351は、画像解析部34から調光制御信号を入力する。レベル演算部351は、調光制御信号に基づいて調光装置16を駆動する(導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)を屈曲させる)ための制御値を算出する。そして、レベル演算部351は、算出した制御値をDAコンバータ352に出力する。このとき、レベル演算部351は、所定の時間(例えば2秒)毎に、調光装置駆動信号ACC1の電圧極性を反転させるように制御値を処理して出力する。これにより、導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)の電極に印加される電圧極性は反転し、反転する毎に導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)の屈曲する方向が変化する。なお、極性を反転させるタイミングは、画像信号の垂直ブランキング期間に行う。
DAコンバータ352は、レベル演算部351から入力した制御値をDA(デジタル−アナログ)変換を行って電圧値として、レベルシフタ353に出力する。
レベルシフタ353は、DAコンバータ352から入力した電圧値を調光装置16の導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)を駆動するのに適した電圧に変換して、調光装置駆動信号ACC1として、調光装置16に出力する。
図5に戻り、調光装置16は、調光装置駆動部35から出力された調光装置駆動信号ACC1により駆動され、その電圧に基づいて導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)は屈曲し、光源111から射出される光の光量を調節する。
次に、本実施形態のプロジェクタ1の動作について説明する。
プロジェクタ1に外部からAC100V等の商用電源が供給されると、電源回路(図示せず)は、制御部20、入力操作部21等に電力(スタンバイ電力)の供給を行う。制御部20は、この電力供給を受けて、制御プログラムに従った動作を開始する。商用電源が供給された直後には、プロジェクタ1は、スタンバイ状態であり、この状態では、制御部20は、入力操作部21の電源キーに対する操作(オン操作)を監視する。そして、このオン操作を検知すると、制御部20は、電源回路に指示をして画像の投写等に必要なメイン電力の供給を開始させ、プロジェクタ1をオン状態とするとともに、光源111を点灯させる等の必要な初期動作を行う。この結果、プロジェクタ1に入力された画像信号に応じた画像が画像投写部10から投写される。
プロジェクタ1に外部からAC100V等の商用電源が供給されると、電源回路(図示せず)は、制御部20、入力操作部21等に電力(スタンバイ電力)の供給を行う。制御部20は、この電力供給を受けて、制御プログラムに従った動作を開始する。商用電源が供給された直後には、プロジェクタ1は、スタンバイ状態であり、この状態では、制御部20は、入力操作部21の電源キーに対する操作(オン操作)を監視する。そして、このオン操作を検知すると、制御部20は、電源回路に指示をして画像の投写等に必要なメイン電力の供給を開始させ、プロジェクタ1をオン状態とするとともに、光源111を点灯させる等の必要な初期動作を行う。この結果、プロジェクタ1に入力された画像信号に応じた画像が画像投写部10から投写される。
例えば、映画等の映像の画像信号を入力し、上述したようにプロジェクタ1の投写を開始したときに、プロジェクタ1は、画像解析部34によって画像データを解析し、その画像に応じて調光制御信号を生成して調光装置16を駆動し、光源111から射出される光の光量を調節する。
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)プロジェクタ1は、導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)を有して構成された調光装置16を備えている。そして、光源111から射出される光の光量を調節する。これにより、ダイナミックレンジが広く映像表現力に優れた映像の投写を可能にすることができる。
(1)プロジェクタ1は、導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)を有して構成された調光装置16を備えている。そして、光源111から射出される光の光量を調節する。これにより、ダイナミックレンジが広く映像表現力に優れた映像の投写を可能にすることができる。
(2)プロジェクタ1は、画像データを解析して、画像データの階調情報の階調範囲を伸張する。これにより、映像のダイナミックレンジを拡張しつつ、滑らかな階調表現を実現することができる。
(3)プロジェクタ1の調光装置16は、導電性高分子アクチュエータ(161a1,161a2)を有して構成されており、モータやギヤ等の駆動部(摺動部)がない構成となっている。これにより、駆動部からの動作音の発生を抑制することができる。また、モータやギヤ等の駆動部がないため、調光装置として小型化することが可能である。さらに、駆動部がないため、故障の発生を低減することができる。また、モータ等を必要としないため、複雑な制御を必要とせず、ソフトウェアによる制御が容易になる。
(4)プロジェクタ1は、略扇形の形状をした導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)が円板状に配置された調光装置16を備えている。調光装置16は、導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)を屈曲させることで光軸周辺の遮光量を変化させる。このように、調光装置16は、光軸周辺の遮光面積を変化させて光源111から射出される光の光量を調節するため、投写画像における輝度の分布を自然な分布にすることができる。
(5)プロジェクタ1の導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)は、バイモルフ型の構造としている。これにより、高速に駆動することが可能となり、調光装置16の動作速度が向上し、画像信号に対する追従性が向上する。
(6)プロジェクタ1の導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)は、所定の時間毎に、電極の極性反転を行うことで、屈曲する方向が変化する。これにより、導電性高分子アクチュエータの分子構造の特性の劣化を抑制することができる。
(7)プロジェクタ1は、画像信号の垂直ブランキング期間に、導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)の電極の極性反転を行うことで、投写画像への影響(例えば、ちらつき等)を低減することができる。
(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について説明する。
以下、第2の実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクタは、第1の実施形態に係るプロジェクタとは、調光装置の形状が異なる。その他の構成等は第1の実施形態と同様である。
本実施形態の調光装置ついて図7および図8を用いて説明する。
図7は、第2の実施形態に係る調光装置17の説明図である。同図(a)は、光軸方向から見た図であり、同図(b)は、断面図であり、同図(c)は、調光装置17を構成する導電性高分子アクチュエータ素子171の説明図である。
図7は、第2の実施形態に係る調光装置17の説明図である。同図(a)は、光軸方向から見た図であり、同図(b)は、断面図であり、同図(c)は、調光装置17を構成する導電性高分子アクチュエータ素子171の説明図である。
図7(c)は、導電性高分子アクチュエータ素子171を表している。導電性高分子アクチュエータ素子171は、遮光性を備え略矩形状をしたバイモルフ型の導電性高分子アクチュエータ部171aおよび電極部171bにより構成されている。
図7(a)に示すように、調光装置17は、上部に8つの導電性高分子アクチュエータ素子(171,172,173,174,175,176,177,178)をのれん状に配置し、下部にも8つの略矩形状のバイモルフ型の導電性高分子アクチュエータ素子(179,17A,17B,17C,17D,17E,17F,17G)を上部と逆向きにのれん状に配置して構成されている。そして、上部と下部の中間部には開口部17hが形成されており、調光装置17は、光軸が開口部17hの略中心を貫通するように配置される。
図7(b)は、調光装置17の断面図であり、導電性高分子アクチュエータ素子171,179の部分の断面図を表している。このような形状によって、調光装置17ののれん状の部分は光源111から射出された光を遮光し、開口部17hは光源111からの光を通過させる。なお、導電性高分子アクチュエータ素子は上部8つ、下部8つに限定するものではない。
ここで、導電性高分子アクチュエータ素子(171〜17G)は、第1の実施形態の導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)と同様に、電極に電圧を印加することによって屈曲し、開口部17hが拡大する。
図8は、調光装置17の開口部17hが拡大した場合の説明図である。同図(a)は、光軸方向から見た図であり、同図(b)および(c)は、断面図である。
図8(a)に示すように、調光装置17は、上部と下部の中間である開口部17hが図7(a)と比較して拡大している。このとき、導電性高分子アクチュエータ素子(171〜17G)は、図8(b)の断面図に示すように屈曲した状態となっている。このように開口部17hが拡大することによって、調光装置17を通過する光の光量を増大させることができる。また、調光装置17は、導電性高分子アクチュエータ素子(171〜17G)の電極に印加する電圧を変化させることによって、導電性高分子アクチュエータ素子(171〜17G)の屈曲量を調節し、光量を調節することができる。
図8(a)に示すように、調光装置17は、上部と下部の中間である開口部17hが図7(a)と比較して拡大している。このとき、導電性高分子アクチュエータ素子(171〜17G)は、図8(b)の断面図に示すように屈曲した状態となっている。このように開口部17hが拡大することによって、調光装置17を通過する光の光量を増大させることができる。また、調光装置17は、導電性高分子アクチュエータ素子(171〜17G)の電極に印加する電圧を変化させることによって、導電性高分子アクチュエータ素子(171〜17G)の屈曲量を調節し、光量を調節することができる。
図8(c)の断面図では、導電性高分子アクチュエータ素子(171〜17G)が、図8(b)と逆方向に屈曲した状態を表している。これは、電圧を逆向きに印加して屈曲させた状態であり、開口部17hは拡大している。この場合も、電極に印加する電圧を変化させることによって、導電性高分子アクチュエータ素子(171〜17G)の屈曲量を調節し、光量を調節することができる。
このように、調光装置17は、導電性高分子アクチュエータ素子(171〜17G)の屈曲させる方向を変化させながら、開口部17hを拡大させたり縮小させたりすることができる。
このように、調光装置17は、導電性高分子アクチュエータ素子(171〜17G)の屈曲させる方向を変化させながら、開口部17hを拡大させたり縮小させたりすることができる。
上述した第2の実施形態によれば、第1の実施形態での効果(1)、(2)、(3)、(5)、(6)、(7)と同様の効果を奏することができる。他に、以下の効果が得られる。
(1)プロジェクタは、のれん状をした導電性高分子アクチュエータ素子(171〜17G)が上部および下部に配置された調光装置17を備えている。調光装置17は、導電性高分子アクチュエータ素子(171〜17G)を屈曲させることで中央部の遮光量を変化させる。このように、調光装置は、光軸周辺の遮光面積を変化させて光源111から射出される光の光量を調節するため、投写画像における輝度の分布を自然な分布にすることができる。
(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態について説明する。
以下、第3の実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクタは、第1の実施形態および第2の実施形態に係るプロジェクタと、調光装置の構成および形状が異なる。また、調光装置駆動部の内部構成が第1の実施形態および第2の実施形態と異なる。その他の構成等は第1の実施形態および第2の実施形態と同様である。
まず、本実施形態の調光装置について図9を用いて説明する。
図9は、第3の実施形態に係る調光装置18の説明図である。同図(a)は、調光装置18を上面から見た図であり、同図(b)は、調光装置18を構成する遮光板を光軸方向から見た図である。
図9(a)に示すように、調光装置18は、2つの導電性高分子アクチュエータ181,182と、2つの遮光板181p,182pを有して構成されている。2つの導電性高分子アクチュエータ181,182は、それぞれの一端がプロジェクタの筐体内部の所定の部位Dに固定されており、それぞれの他端には、遮光板181p,182pが取り付けられている。なお、遮光板181pと遮光板182pとは所定の間隔を隔てて平行に配置されている。
図9は、第3の実施形態に係る調光装置18の説明図である。同図(a)は、調光装置18を上面から見た図であり、同図(b)は、調光装置18を構成する遮光板を光軸方向から見た図である。
図9(a)に示すように、調光装置18は、2つの導電性高分子アクチュエータ181,182と、2つの遮光板181p,182pを有して構成されている。2つの導電性高分子アクチュエータ181,182は、それぞれの一端がプロジェクタの筐体内部の所定の部位Dに固定されており、それぞれの他端には、遮光板181p,182pが取り付けられている。なお、遮光板181pと遮光板182pとは所定の間隔を隔てて平行に配置されている。
図9(b)に示すように、2つの遮光板181p,182pは、遮光性を備えた略矩形の板であり、その中央には左右対称で楕円状の開口部181h,182hがそれぞれ形成されている。開口部181h,182hは、光源111からの光を通過させるものであり、調光装置18は、遮光板181p,182pが光軸に直交するように配置される。なお、開口部181h,182hは、楕円に限定するものではない。
導電性高分子アクチュエータ181および導電性高分子アクチュエータ182は、バイモルフ型ではなく、電圧の印加によって伸縮する伸縮デバイス型とする。そして、その伸縮量は、電圧値によって定まる。導電性高分子アクチュエータ181および導電性高分子アクチュエータ182は、それぞれ、調光装置駆動信号ACC1および調光装置駆動信号ACC2により駆動され、左右方向(図9(a)の矢印方向)に伸縮する。ここで、調光装置駆動信号の電圧値がプラスの場合、導電性高分子アクチュエータは伸張し、調光装置駆動信号の電圧値がマイナスの場合、導電性高分子アクチュエータは短縮する。このような導電性高分子アクチュエータ181,182の伸縮によって、遮光板181pおよび遮光板182pは、互いに平行を保った状態で左右方向に移動する。
ここで、調光装置18は、導電性高分子アクチュエータ181を伸張するときには導電性高分子アクチュエータ182を短縮し、逆に、導電性高分子アクチュエータ181を短縮するときには導電性高分子アクチュエータ182を伸張するように、調光装置駆動信号ACC1および調光装置駆動信号ACC2によって駆動される。これにより、調光装置18は、2つの遮光板181p,182pの開口部181h,182hの位置をずらしたり合わせたりして、光源111から射出される光の光量を調節することができる。
次に、調光装置駆動部について説明する。
図10は、第3の実施形態に係る調光装置駆動部35aの内部構成を表した説明図である。
図10に示すように、調光装置駆動部35aは、レベル演算部355、DAコンバータ352、レベルシフタ353、レベルシフタ354等を備えており、調光装置駆動信号ACC1および調光装置駆動信号ACC2を出力する。
図10は、第3の実施形態に係る調光装置駆動部35aの内部構成を表した説明図である。
図10に示すように、調光装置駆動部35aは、レベル演算部355、DAコンバータ352、レベルシフタ353、レベルシフタ354等を備えており、調光装置駆動信号ACC1および調光装置駆動信号ACC2を出力する。
レベル演算部355は、調光制御信号に基づいて調光装置18の導電性高分子アクチュエータ181,182を伸縮させる制御値を算出する。そして、レベル演算部355は、算出した制御値をDAコンバータ352に出力する。このとき、レベル演算部355は、所定の時間(例えば2秒)毎に、調光装置駆動信号ACC1および調光装置駆動信号ACC2の極性を反転させるように制御値を処理して出力する。これにより、導電性高分子アクチュエータ181,182の電極に印加される電圧極性は反転し、反転する毎に導電性高分子アクチュエータ181,182は、伸張していた場合は短縮し、短縮していた場合は伸張する。なお、極性を反転させるタイミングは、画像信号の垂直ブランキング期間に行う。
DAコンバータ352は、第1の実施形態と同様に、レベル演算部355から入力した制御値をDA(デジタル−アナログ)変換を行って電圧値として、レベルシフタ353およびレベルシフタ354に出力する。
レベルシフタ353は、DAコンバータ352から入力した電圧値を導電性高分子アクチュエータ181を駆動するのに適した電圧に変換して、調光装置駆動信号ACC1として、調光装置18に出力する。また、レベルシフタ354は、DAコンバータ352から入力した電圧値を導電性高分子アクチュエータ182を駆動するのに適した電圧に変換するとともに、電圧極性を反転して、調光装置駆動信号ACC2として、調光装置18に出力する。このように、調光装置駆動信号ACC1とACC2とは、電圧極性が反転した関係となる。
次に、調光装置駆動信号ACC1,ACC2による調光装置18の駆動と、その動作について説明する。
図11は、調光装置駆動信号の波形図である。
図11の波形図では、横軸は時間軸とし、縦軸は電圧軸を表している。調光装置駆動信号ACC1,ACC2は、見やすくするために、別のグラフとして記載しているが、時間軸および電圧軸は同期している。
図11は、調光装置駆動信号の波形図である。
図11の波形図では、横軸は時間軸とし、縦軸は電圧軸を表している。調光装置駆動信号ACC1,ACC2は、見やすくするために、別のグラフとして記載しているが、時間軸および電圧軸は同期している。
時間T0において、調光装置駆動信号ACC1および調光装置駆動信号ACC2は「0V(ボルト)」となっている。このとき、導電性高分子アクチュエータ181および導電性高分子アクチュエータ182は同じ長さとなるため、遮光板181pおよび遮光板182pは光軸方向から見て重なった状態となり、開口部181hおよび開口部182hも重なることで、遮光量は最小となり、調光装置18を通過する光量は最大となる。
時間T0からT1へと時間が経過するとともに、調光装置駆動信号ACC1は電圧がプラス側に上昇することで、導電性高分子アクチュエータ181は徐々に伸張する。また、調光装置駆動信号ACC2は電圧がマイナス側に下降することで、導電性高分子アクチュエータ182は徐々に短縮する。これにより、開口部181hと開口部182hとは徐々にずれていき、遮光量は徐々に大きくなる。
時間T1において、レベル演算部355によって電圧極性が反転されているため、調光装置駆動信号ACC1は、プラスからマイナスに電圧が変化し、調光装置駆動信号ACC2は、マイナスからプラスに電圧が変化する。しかし、電位差は変化せず、導電性高分子アクチュエータ181,182の位置関係も、左右の位置が入れ替わるだけで、遮光量の変化はない。
時間T1からT2へと時間が経過するとともに、調光装置駆動信号ACC1は電圧が下降することで、導電性高分子アクチュエータ181は徐々に短縮する。また、調光装置駆動信号ACC2は電圧が上昇することで、導電性高分子アクチュエータ182は徐々に伸張する。これにより、開口部181hと開口部182hとは徐々にずれていき、遮光量は徐々に大きくなる。
時間T2において、調光装置駆動信号ACC1は「−CV」、ACC2は「+CV」となっている。このとき、導電性高分子アクチュエータ181は最も短縮された状態となり、導電性高分子アクチュエータ182は最も伸張された状態となっている。これにより、遮光板181pと遮光板182pとは最もずれた状態となり、開口部181hおよび開口部182hも最もずれることで、遮光量は最大となり、調光装置18を通過する光量は最小となる。
時間T2からT3へと時間が経過するとともに、調光装置駆動信号ACC1は電圧が上昇することで、導電性高分子アクチュエータ181は徐々に伸張する。また、調光装置駆動信号ACC2は電圧が下降することで、導電性高分子アクチュエータ182は徐々に短縮する。これにより、開口部181hと開口部182hとは徐々に重なっていき、遮光量は徐々に小さくなる。
時間T3において、調光装置駆動信号ACC1および調光装置駆動信号ACC2は「0V」となっている。これにより、遮光量は最小となり、調光装置18を通過する光量は最大となる。また、時間T4において、レベル演算部355によって電圧極性が反転されているが、調光装置駆動信号ACC1,ACC2は「0V」となっているため、電圧に変化はなく、遮光量は最小のままである。
時間T5において、調光装置駆動信号ACC1は「+CV」、ACC2は「−CV」となっている。このとき、導電性高分子アクチュエータ181は最も伸張された状態となっており、導電性高分子アクチュエータ182は最も短縮された状態となっている。これにより、遮光板181pと遮光板182pとは最もずれた状態となり、開口部181hおよび開口部182hも最もずれることで、遮光量は最大となり、調光装置18を通過する光量は最小となる。
時間T6において、レベル演算部355によって電圧極性が反転されているが、電位差は変化せず、遮光量の変化はない。
このように、調光装置駆動信号ACC1,ACC2により導電性高分子アクチュエータ181および導電性高分子アクチュエータ182を駆動し、遮光板181pおよび遮光板182pを動作させて、調光装置18は光源111から射出される光の光量を調節する。
上述した第3の実施形態によれば、第1の実施形態での効果(2)、(3)、(7)と同様の効果を奏することができる。他に、以下の効果が得られる。
(1)プロジェクタは、導電性高分子アクチュエータ181,182および遮光板181p,182pを有して構成された調光装置18を備えている。そして、導電性高分子アクチュエータ181,182の形状が変化することで、遮光板181p,182pが可動し、遮光量を変化させて光源111から射出される光の光量を調節する。これにより、ダイナミックレンジが広く映像表現力に優れた映像の投写を可能にすることができる。
(2)プロジェクタの調光装置18は、遮光板181p,182pを用いて光源111からの光を遮光している。これにより、遮光板を使用しない場合と比較して遮光性を向上することができる。
(3)プロジェクタの調光装置18の遮光板181p,182pは、中央に楕円状の開口部181h,182hが形成されている。調光装置18は、導電性高分子アクチュエータ181,182を伸縮させることで中央部の遮光量を変化させる。このように、調光装置18は、光軸周辺の遮光面積を変化させて光源111から射出される光の光量を調節するため、投写画像における輝度の分布を自然な分布にすることができる。
(4)プロジェクタの導電性高分子アクチュエータ181,182は、所定の時間毎に、電圧極性が反転される。これにより、導電性高分子アクチュエータの分子構造の特性の劣化を抑制することができる。
なお、上述した実施形態に限定されず、種々の変更や改良等を加えて実施することが可能である。変形例を以下に述べる。
(変形例1)上記第1の実施形態では、略扇形の導電性高分子アクチュエータ素子を円板状となるように配置するものとしたが、導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)は略扇形以外の形状としてもよい。また、導電性高分子アクチュエータ素子(161〜168)の配置方法は円板状以外としてもよい。
(変形例2)上記第2の実施形態では、導電性高分子アクチュエータ素子(171〜17G)を2列ののれん状となるように配置するものとしたが、1列や、3列以上の複数列ののれん状に配置してもよい。
(変形例3)上記第2の実施形態では、のれん状の導電性高分子アクチュエータ素子(171〜17G)を光軸方向から見て上部と下部に設置するものとしたが、これに限定するものではない。例えば、左部と右部に設置するものとしてもよい。
(変形例4)上記第1の実施形態および第2の実施形態では、電極の極性反転することで導電性高分子アクチュエータ素子を2方向に屈曲させていたが、1方向のみに屈曲させるものとしてもよい。こうすれば、極性反転の制御が不要になり、ソフトウェアによる制御が容易になる。
(変形例5)上記第3の実施形態では、遮光板181p,182pには、開口部181h,182hを形成するものとしたが、開口部を形成しない構成としてもよい。例えば、調光装置18は、光源111からの光の一部を遮光する遮光板を1つまたは複数備え、遮光板の外側や、複数の遮光板の間を、光源111からの光が通過されるものとする。そして、その遮光板を導電性高分子アクチュエータによって可動させることで、光量を調節するものとしてもよい。
(変形例6)上記第3の実施形態では、電極の極性反転をすることで2つの導電性高分子アクチュエータ181,182の伸縮量を変化させ、遮光板181p,182pの位置を変化させていたが、極性反転を行わないものとしてもよい。こうすれば、極性反転の制御が不要になり、ソフトウェアによる制御が容易になる。
(変形例7)上記実施形態では、光変調装置として、透過型の液晶ライトバルブ140R,140G,140Bを用いているが、反射型の液晶ライトバルブ等、反射型の光変調装置を用いることも可能である。また、入射した光の射出方向を、画素としてのマイクロミラー毎に制御することにより、光源から射出した光を変調する微小ミラーアレイデバイス等を用いることもできる。
(変形例8)上記実施形態では、プロジェクタを例にして説明しているが、透過型のスクリーンを一体的に備えたリアプロジェクタ等に適用することも可能である。
1…プロジェクタ、10…画像投写部、16,17,18…調光装置、16h,17h…開口部、20…制御部、21…入力操作部、22…光源制御部、31…画像信号入力部、32…画像処理部、34…画像解析部、35,35a…調光装置駆動部、111…光源、140R,140G,140B…液晶ライトバルブ、150…クロスダイクロイックプリズム、161〜168,171〜17G…導電性高分子アクチュエータ素子、181,182…導電性高分子アクチュエータ、181p,182p…遮光板、200…投写レンズ、210…ライトバルブ駆動部、351…レベル演算部、352…DAコンバータ、353,354…レベルシフタ、355…レベル演算部。
Claims (4)
- 光源と、
前記光源から射出された光を画像情報に応じて変調して画像を形成する光変調装置と、
前記光変調装置で形成された前記画像を投写する投写光学系と、
前記光源から射出される前記光の光軸上に設置され、前記光の一部を遮光して光量を調節する調光装置と、
を有し、
前記調光装置は、通電によって形状が変化する導電性高分子アクチュエータを有し、当該導電性高分子アクチュエータの形状の変化によって遮光量を変化させて、前記光量を調節することを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1に記載のプロジェクタであって、
前記導電性高分子アクチュエータは、バイモルフ型の構造で、遮光性を有するとともに、略扇形に形成され、
前記調光装置は、略扇形の前記導電性高分子アクチュエータを前記光軸を略中心として円板状となるように複数配置して構成され、複数の前記導電性高分子アクチュエータを屈曲させて前記光軸周辺の遮光量を変化させることによって、前記光量を調節することを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1に記載のプロジェクタであって、
前記導電性高分子アクチュエータは、バイモルフ型の構造で、遮光性を有するとともに、略矩形の板状に形成され、
前記調光装置は、略矩形の前記導電性高分子アクチュエータを前記光軸を挟んだ2列ののれん状となるように複数配置して構成され、複数の前記導電性高分子アクチュエータを屈曲させて前記光軸周辺の遮光量を変化させることによって、前記光量を調節することを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1に記載のプロジェクタであって、
前記調光装置は、前記光の一部を遮光する遮光板をさらに有し、
前記導電性高分子アクチュエータは、形状の変化によって前記遮光板を可動させて遮光量を変化させ、前記光量を調節することを特徴とするプロジェクタ。
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2008
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