JP2011039322A - Laser projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ光源からの光を投影面に走査して画像を表示させるレーザプロジェクタに関する。 The present invention relates to a laser projector that displays an image by scanning light from a laser light source onto a projection surface.
従来、レーザ光によって外部より入力された画像を投影するプロジェクタとして、レーザプロジェクタが知られている。そして、このようなレーザプロジェクタは、レーザ光を走査領域上の主走査方向及び副走査方向に走査するとともに、レーザ光の走査が走査領域の端部に到達したときに、副走査方向を逆転させてレーザ光の走査を走査領域の始端部と終端部との間で往復させるように制御されるとともに、副走査往路において、主走査方向に走査されたレーザ光の軌跡を主走査方向と直行する副走査方向に並べるように、投影面に画像を形成することによって画像を表示する一方、副走査復路においてはレーザ光の出射を行わないため、画像の輝度及びコントラストの低いものであった。 Conventionally, a laser projector is known as a projector that projects an image input from the outside by laser light. Such a laser projector scans the laser beam in the main scanning direction and the sub-scanning direction on the scanning region, and reverses the sub-scanning direction when the scanning of the laser beam reaches the end of the scanning region. The laser beam scanning is controlled so as to reciprocate between the start end and the end end of the scanning region, and the locus of the laser beam scanned in the main scanning direction is orthogonal to the main scanning direction in the sub-scanning forward path. An image is displayed by forming an image on the projection surface so as to be arranged in the sub-scanning direction. On the other hand, since laser light is not emitted in the sub-scanning return path, the image has low luminance and contrast.
このような問題を解決するために、例えば、レーザ光を走査するガルバノミラーの副走査方向の往路期間と復路期間のそれぞれにおいて同一の画像を被照射体上に描画するようにした光走査装置がある(特許文献1)。 In order to solve such a problem, for example, there is an optical scanning device in which the same image is drawn on the irradiated object in each of the forward path period and the backward path period in the sub-scanning direction of the galvanometer mirror that scans laser light. Yes (Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の発明では、副走査方向の往路期間と復路期間とのそれぞれにおいて同一の画像を表示するため、1フレーム(例えば、1/60秒)にて動作を完了させる必要があることから、光走査の高速性が求められる。そのため、装置の高性能化が必要となるので、製造コストがかかるという問題がある。また、同一の画像を1フレームの間に2度表示することから、画像を表示するための処理負荷も掛かるという問題がある。 However, in the invention described in Patent Document 1, since the same image is displayed in each of the forward pass period and the return pass period in the sub-scanning direction, it is necessary to complete the operation in one frame (for example, 1/60 second). Therefore, high speed optical scanning is required. For this reason, it is necessary to improve the performance of the apparatus, and there is a problem that the manufacturing cost is increased. In addition, since the same image is displayed twice during one frame, there is a problem that a processing load for displaying the image is increased.
本発明の課題は、安価で処理負荷も少なくして画像の輝度及びコントラストの向上を図ることができるレーザプロジェクタを提供することである。 An object of the present invention is to provide a laser projector capable of improving the brightness and contrast of an image at a low cost and with a small processing load.
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、入力される画像信号に応じてレーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光を走査領域上の主走査方向および副走査方向に走査するとともに、前記レーザ光の走査が前記走査領域の端部に到達したときに、前記副走査方向を逆転させてレーザ光の走査を前記走査領域の始端部と終端部との間で往復させる走査部と、
前記レーザ光の副走査往路において、前記走査領域のうちの画像の表示を行う領域である投影領域に、前記入力された画像信号に応じたレーザ光をレーザ光源に出射させることによって画像を表示する制御を行う表示制御部と、を備えたレーザプロジェクタにおいて、
前記レーザ光源から出射されるレーザ光によって前記投影領域上に形成される一の画像の階調を特定することにより画像の解析を行う画像解析部と、
前記画像解析部による解析の結果に基づいて、前記一の画像の表示の副走査復路におけるレーザ光の出力輝度を決定する出力輝度決定手段と、
前記レーザ光源に、前記出力輝度決定手段によって決定された出力輝度にて、前記副走査復路における投影領域の所定範囲に亘ってレーザ光を出射させる輝度上昇制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the invention described in claim 1 includes a laser light source that emits laser light in accordance with an input image signal;
The laser light from the laser light source is scanned in the main scanning direction and the sub-scanning direction on the scanning area, and when the scanning of the laser light reaches the end of the scanning area, the sub-scanning direction is reversed. A scanning unit that reciprocates the scanning of the laser beam between the start end and the end of the scanning region;
In the laser beam sub-scanning forward path, an image is displayed by causing a laser light source to emit laser light corresponding to the input image signal to a projection area that is an area for displaying an image in the scanning area. In a laser projector comprising a display control unit that performs control,
An image analysis unit for analyzing an image by specifying a gradation of one image formed on the projection region by a laser beam emitted from the laser light source;
Based on the result of the analysis by the image analysis unit, output luminance determining means for determining the output luminance of the laser beam in the sub-scanning return path of the display of the one image;
Luminance increase control means for causing the laser light source to emit laser light over a predetermined range of the projection area in the sub-scanning return path at the output brightness determined by the output brightness determining means;
It is provided with.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のレーザプロジェクタであって、
前記画像解析部は、前記一の画像を複数の解析領域毎に解析を行い、
前記出力輝度決定手段は、前記解析領域毎にレーザ光の出力輝度を決定し、
前記輝度上昇制御手段は、前記出力輝度決定手段の決定に基づいて、前記レーザ光源に、前記解析領域毎に対応してレーザ光の出力輝度を変更しながら前記投影領域にレーザ光を出射させることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the laser projector according to claim 1,
The image analysis unit analyzes the one image for each of a plurality of analysis regions,
The output luminance determining means determines an output luminance of laser light for each analysis region,
The brightness increase control means causes the laser light source to emit laser light to the projection area while changing the output brightness of the laser light corresponding to each analysis area based on the determination of the output brightness determination means. It is characterized by.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のレーザプロジェクタであって、
前記レーザ光源は、それぞれ波長の異なる複数種類の光源を有し、
前記出力輝度決定手段は、前記画像解析部による画像解析結果に応じてレーザ光の出力輝度を波長毎に決定することを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the laser projector according to claim 1 or 2,
The laser light source has a plurality of types of light sources each having a different wavelength,
The output luminance determining means determines the output luminance of the laser beam for each wavelength according to the image analysis result by the image analysis unit.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載のレーザプロジェクタであって、
前記輝度上昇制御手段は、前記レーザ光源に、前記出力輝度決定手段によって決定された出力輝度に対応してレーザ光の出力時間を決定するようにしたことを特徴とする。
Invention of Claim 4 is a laser projector as described in any one of Claims 1-3,
The brightness increase control means determines the laser light output time corresponding to the output brightness determined by the output brightness determination means for the laser light source.
請求項5に記載の発明は、入力される画像信号に応じてレーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光を走査領域上の主走査方向および副走査方向に走査するとともに、前記レーザ光の走査が前記走査領域の端部に到達したときに、前記副走査方向を逆転させてレーザ光の走査を前記走査領域の始端部と終端部との間で往復させる走査部と、
前記レーザ光の副走査往路において、前記走査領域のうちの画像の表示を行う領域である投影領域に、前記入力された画像信号に応じたレーザ光をレーザ光源に出射させることによって画像を表示する制御を行う表示制御部と、を備えたレーザプロジェクタにおいて、
前記レーザ光源から出射されるレーザ光によって前記投影領域上に形成される一の画像の階調を特定することにより画像の解析を行う画像解析部と、
前記画像解析部による解析の結果に基づいて、前記一の画像の表示の副走査復路におけるレーザ光の出力輝度を決定する出力輝度決定手段と、
前記レーザ光源に、前記出力輝度決定手段によって決定された出力輝度にて、前記副走査復路における投影領域の所定範囲に亘ってレーザ光を出射させる輝度上昇制御手段と、
を備え、
前記画像解析部は、前記一の画像を複数の解析領域毎に解析を行い、
前記レーザ光源は、それぞれ波長の異なる複数種類の光源を有し、
前記出力強度決定手段は、前記解析領域毎及び前記レーザ光の波長毎にレーザ光の出力輝度を決定し、
前記輝度上昇制御手段は、前記出力輝度決定手段の決定に基づいて、前記レーザ光源に、前記解析領域毎に対応してレーザ光の出力輝度を変更しながら投影領域にレーザ光を出射させるとともに、前記出力強度決定手段によって決定された出力輝度に対応してレーザ光の出力時間を決定するようにしたことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a laser light source that emits laser light in accordance with an input image signal;
The laser light from the laser light source is scanned in the main scanning direction and the sub-scanning direction on the scanning area, and when the scanning of the laser light reaches the end of the scanning area, the sub-scanning direction is reversed. A scanning unit that reciprocates the scanning of the laser beam between the start end and the end of the scanning region;
In the laser beam sub-scanning forward path, an image is displayed by causing a laser light source to emit laser light corresponding to the input image signal to a projection area that is an area for displaying an image in the scanning area. In a laser projector comprising a display control unit that performs control,
An image analysis unit for analyzing an image by specifying a gradation of one image formed on the projection region by a laser beam emitted from the laser light source;
Based on the result of the analysis by the image analysis unit, output luminance determining means for determining the output luminance of the laser beam in the sub-scanning return path of the display of the one image;
Luminance increase control means for causing the laser light source to emit laser light over a predetermined range of the projection area in the sub-scanning return path at the output brightness determined by the output brightness determining means;
With
The image analysis unit analyzes the one image for each of a plurality of analysis regions,
The laser light source has a plurality of types of light sources each having a different wavelength,
The output intensity determination means determines the output luminance of the laser beam for each analysis region and for each wavelength of the laser beam,
The brightness increase control means causes the laser light source to emit laser light to the projection area while changing the output brightness of the laser light corresponding to each analysis area based on the determination of the output brightness determination means, The output time of the laser beam is determined in accordance with the output luminance determined by the output intensity determining means.
本発明によれば、安価で処理負荷も少なくして画像の輝度及びコントラストの向上を図ることができるレーザプロジェクタを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a laser projector capable of improving the brightness and contrast of an image at a low cost and with a small processing load.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、発明の範囲は図示例に限定されない。
また、以下の説明では、図1におけるプロジェクタ100の左右方向をX方向、前後方向をY方向、高さ方向をZ方向とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The scope of the invention is not limited to the illustrated example.
In the following description, the left-right direction of the
(実施形態1)
プロジェクタ100は、例えば、図1に示すように、テーブル120上に設置され、スクリーン130に向けて出射されたレーザ光が、投影部380によりプレゼンテーション等に用いる表示用の画像132Aとして投影されるレーザプロジェクタである。
(Embodiment 1)
For example, as shown in FIG. 1, the
次いで、プロジェクタ100は、例えば、図2に示すように、フロントエンド用のFPGA(Field Programmable Gate Array)310と、レーザ出射部350と、操作パネル330と、バックエンドブロック340と、ROM344と、ビデオRAM345と、RAM346と、を含んで構成される。
Next, for example, as illustrated in FIG. 2, the
FPGA310は、タイミングコントローラ311と、データコントローラ312と、ビットデータ変換部313と、データ/階調変換部314と、画像解析部315と、輝度上昇画像表示制御部316と、を含むプログラミングが可能なLSI(Large Scale Integration)である。FPGA310は、バックエンドブロック340とともに、後述するように、一時的にビデオRAM345に記憶される画像信号に基づいて、スクリーン130上の投影領域にレーザ光を出射させて画像を表示する制御を行う。また、後述するように、出力輝度決定手段である輝度上昇画像表示制御部316において決定された出力輝度にてスクリーン130上の投影領域にレーザ光を出射させて輝度上昇画像を表示する制御を行う。
このように、FPGA310は、レーザ光源に、出力輝度決定手段によって決定された出力輝度にて、副走査復路における投影領域の所定範囲に亘ってレーザ光を出射させる輝度上昇制御手段を構成する。
The FPGA 310 can be programmed including a
In this way, the
タイミングコントローラ311は、バックエンドブロック340に含まれるCPU341から送られる指令に基づいてデータコントローラ312を介してビデオRAM345に一時的に記憶されている画像信号を読み出す。そして、タイミングコントローラ311は、当該画像信号に含まれる同期信号(水平同期信号(HSYNC)、画素クロック信号(PCLK)等を含む)を取得する。さらに、タイミングコントローラ311は、当該同期信号に基づいて、後述のレーザ出射部350,アクチュエータ374のレーザ出射/モータ駆動のタイミングをコントロールする命令を生成し、当該命令をビットデータ変換器313,駆動ドライバ373にそれぞれ送信する。また、タイミングコントローラ311は、後述する戻り区間においては、レーザ出射部350,アクチュエータ374のレーザ出射/モータ駆動のタイミングをコントロールする命令を生成し、当該命令を輝度上昇画像表示制御部316,駆動ドライバ373にそれぞれ送信する。
The
データコントローラ312は、ビデオRAM345より読み出した画像信号をビットデータ変換器313に送出する。
ビットデータ変換器313は、タイミングコントローラ311からの命令に基づいて、データコントローラ312から送出された画像信号を、レーザ光によって投影するための形式に適合したデータに変換した後、当該画像信号をデータ/階調変換部314に送出する。
The
Based on a command from the
データ/階調変換部314は、ビットデータ変換器313及び輝度上昇画像表示制御部316から出力されたデータを、R(Red)、G(Green)、B(Blue)の3色として表示するための色の階調に変換し、変換後のそれぞれの信号を、レーザ出射部350に送出する。
The data /
画像解析部315は、ビデオRAM345より画像信号を読み出し、読み出した画像信号から階調の解析を行う。具体的には、画像解析部315は、ビデオRAM345より現在描画中の画像(一の画像)の画像信号を読み出し、読み出した画像信号から、階調の平均を解析領域毎に算出する。そして、画像解析部315は、算出した解析領域毎の階調の平均を示すデータを輝度上昇画像表示制御部316に送出する。
ここで、図3を参照して具体的に一例を挙げて説明すると、画像解析部315は、ビデオRAM345より読み出した画像信号から縦4つの解析領域毎に階調の平均を算出する。その結果、図3に示すように、領域毎の階調の平均は、上から「255:180:128:77」となる。そして、画像解析部315は、これを示すデータを輝度上昇画像表示制御部316に送信することとなる。
The
Here, a specific example will be described with reference to FIG. 3. The
輝度上昇画像表示制御部316は、画像解析部315から入力された解析領域毎の階調の平均を示すデータに基づいて、出力するレーザ光の輝度が解析領域毎に定められた輝度上昇画像を生成する。そして、輝度上昇画像表示制御部316は、タイミングコントローラ311からの命令に応じて、輝度上昇画像データをデータ/階調変換部314に送る。ここで、出力するレーザ光の輝度は、例えば、解析領域毎の階調の平均を示すデータが、図3に示すようなものである場合には、最上部の解析領域であればR,G,Bともに255、上から2番目の解析領域であれば180・・・、などとされる。そして、例えば、上から2番目の解析領域に対応する投影領域に輝度180の画像を表示する場合は、図4(a)に示すように、最大輝度255のおよそ70%である輝度180にて、当該解析領域に対応する、後述する副走査復路における投影領域全体に亘ってレーザ光の出力が行なわれる。なお、当該解析領域に対応する投影領域全体の70%において最大輝度255にてレーザ光の走査を行い、残りの30%においてレーザ光の出力を停止させるようにしてもよい。この際、レーザ光の出力を停止する領域を一箇所に固定せず、いくつかの領域に分散させて設けてもよい。具体的には、例えば、図4(b)に示すように、当該解析領域に対応する投影領域について、全体の20%を走査するまでレーザ光の出力を最大輝度255にて行った後、全体の10%を走査するまでレーザ光の出力を停止し、この動作を当該投影領域全体の90%を走査するまで繰り返し行った後、最後の10%の走査においては最大輝度255にてレーザ光の出力を行うようにしてもよく、何れの態様によっても、略同一の光量を得ることができる。
このように、輝度上昇画像表示制御部は、画像解析部による解析の結果に基づいて、一の画像の表示の副走査復路におけるレーザ光の出力輝度を決定する出力輝度決定手段を構成する。
The brightness-enhanced image
As described above, the luminance-increasing image display control unit constitutes output luminance determining means for determining the output luminance of the laser beam in the sub-scanning return path for displaying one image based on the analysis result by the image analyzing unit.
レーザ出射部350は、レーザ制御回路351と、LD361,362と、偏光ビームスプリッタ363と、レーザ検出器370と、レンズ371と、スキャナミラー372と、駆動ドライバ373と、アクチュエータ374と、ハーフミラー375と、ミラー検出器376と、調整部377と、を含んで構成される。
The
LD(Laser Diode)361は、緑色のレーザ光を出射するダイオードであり、LD362は、赤色及び青色のレーザ光を出射するダイオードであり、それぞれがレーザ制御回路351により制御される。
なお、本実施の形態に係るLD362は、赤色のレーザ光を出射するLDと青色のレーザ光を出射するLDとが一体として構成されているが、別個に構成されているものでもよい。
このように、LD361,362は、入力される画像信号に応じてレーザ光を出射するレーザ光源を構成する。
An LD (Laser Diode) 361 is a diode that emits green laser light, and an
Note that the
As described above, the
レーザ制御回路351は、データ/階調変換部314から送られる信号に基づいてLD361,362の出射量/タイミング等を制御する。また、レーザ制御回路351は、後述のレーザ検出器370にて検出されるレーザ光の出力量よりレーザ光の出射状態を検知し、当該出射状態に基づいてLD361,362の出射量の調整を行う。
The
偏光ビームスプリッタ363は、LD361から出射されるレーザ光の光路上に配置され、入射されたレーザ光をP偏光とS偏光とに分離する光学部材である。そして、偏光ビームスプリッタ363は、LD361から出射された緑色のレーザ光の一部をレンズ371に向けて透過させ、残りをレーザ検出器370に向けて反射させる。一方で、偏光ビームスプリッタ363は、LD362から出射された赤色及び青色のレーザ光の一部をレーザ検出器370に向けて透過させ、残りをレンズ371に向けて反射させる。
The
レーザ検出器370は、例えば、レーザ光の出力量を検出するセンサであり、LD362から出射されるレーザ光の光路上に配置されている。
レンズ371は、偏光ビームスプリッタ363を透過したレーザ光を集光する。
The
The
スキャナミラー372は、後述のアクチュエータ374により駆動力が付与されることにより2軸方向に独立して回動可能なガルバノミラーであり、当該回動によりミラー傾斜角を調整することで、入射された光の反射方向を調整することができる。
そのため、例えば、図5のスクリーン130上に形成される走査領域に示されるように、レンズ371を透過したレーザ光の反射方向をスキャナミラー372により順次調整することで、レーザ光の走査が可能となる。
ここで、スキャナミラー372によるレーザ光の走査位置は、図5(a)に示されるように、副走査往路においては、走査領域の左上隅部(始端部)よりY軸方向(副走査方向)に緩やかに下りながらX軸方向(主走査方向)に変位し、側端部に到達したタイミングでX軸の進行方向が逆転し、走査領域の右下隅部(終端部)に到達するまでこの動作が繰り返される。
また、この動作において、レーザ光の走査位置が投影領域上を通過するときには、LD361,362よりレーザ光が出射されることにより、投影領域上に画像が表示される。そして、投影領域全体に亘って走査が終了した時点で1フレーム分の画像投影が完了する。
その後、レーザ光の走査位置は、図5(b)に示されるように、走査領域の右下隅部に到達したタイミングで副走査往路から副走査復路に転換してY軸の進行方向が逆転し、急速に上昇しながらX軸方向に変位し、左上隅部に到達(帰還)するまでこの動作が繰り返される。
また、この動作において、レーザ光の走査位置が投影領域上を通過するときには、後述するように、LD361,362よりレーザ光が出射されることにより、投影領域上に輝度上昇画像が表示される。
このように、スキャナミラー372は、レーザ光源からのレーザ光を走査領域上の主走査方向および副走査方向に走査するとともに、レーザ光の走査が走査領域の端部に到達したときに、副走査方向を逆転させてレーザ光の走査を走査領域の始端部と終端部との間で往復させる走査部を構成する。
The
Therefore, for example, as shown in the scanning region formed on the
Here, the scanning position of the laser beam by the
In this operation, when the scanning position of the laser light passes over the projection area, the laser light is emitted from the
Thereafter, as shown in FIG. 5B, the scanning position of the laser beam is changed from the sub-scanning forward path to the sub-scanning backward path at the timing when it reaches the lower right corner of the scanning area, and the traveling direction of the Y axis is reversed. This operation is repeated until it rapidly moves up and is displaced in the X-axis direction and reaches (returns to) the upper left corner.
Further, in this operation, when the laser beam scanning position passes over the projection area, the laser light is emitted from the
As described above, the
駆動ドライバ373は、例えば、タイミングコントローラ311より送信される命令に応じて、アクチュエータ374に駆動周波数に対応するパルス信号を与えることで、スキャナミラー372によるレーザ光の走査を制御する。
アクチュエータ374は、例えば、スキャナミラー372の2軸各々に接続された2つのパルスモータであり、それぞれが後述の駆動ドライバ373より指示される駆動周波数(共振周波数)に基づいて駆動し、スキャナミラー372を所定角回動させるように構成されている。
For example, the
The
ハーフミラー375は、スキャナミラー372にて反射したレーザ光の一部を投影部380に向けて透過させるとともに、残りをミラー検出器376に向けて反射させる。
ミラー検出器376は、例えば、ハーフミラー375にて反射したレーザ光を受光し、スキャナミラー372の2軸方向の傾斜角(触れ角)を検出する傾斜角検出器である。このミラー検出器376にて検出された傾斜角はアナログ電気信号として調整部377に入力される。
調整部377は、例えば、図示は省略するが、四則算用の演算器、コンパレータ、アナログ信号増幅用のアンプ、A/D変換器、等を含んで構成され、ミラー検出器376より
入力されるスキャナミラー372の傾斜角に関するアナログ電気信号について、増幅、四則算、比較等を介して所望の値に調整し、デジタル信号に変換してCPU341に送信するように構成されている。
つまり、スキャナミラー372は、設置環境(例えば、温度,湿度,気圧等)によって共振周波数が変動し、レーザ光の走査位置にずれが生じるおそれがあるため、ミラー検出器376及び調整部377によりスキャナミラー372の傾斜角を検出してCPU341に送信し、CPU341及びタイミングコントローラ311が駆動ドライバ373による駆動周波数を逐次調整出来る様に構成されている。
The
The
The
In other words, the resonance frequency of the
操作パネル330は、例えば、プロジェクタ100の筐体部表面あるいは側面に設けられ、操作内容を表示するためのディスプレイ装置(図示省略)と、使用者がプロジェクタ100に対する入力操作を実行するためのボタンやスイッチ(図示省略)と、を含んで構成される。そして、操作パネル330は、使用者による操作が実行されると、当該操作に応じた信号をCPU341に送信する。
The
バックエンドブロック340は、CPU341と、ビデオI/F342と、外部I/F343と、を含んで構成されるプロジェクタ100のバックエンド部分である。
The
CPU341は、ROM344に記憶された各種処理プログラムを読み出し、当該プログラムを実行して各部に出力信号を送信することにより、プロジェクタ100の動作全般を統括制御する。
また、CPU341は、操作パネル330から送信される信号に基づいて、ビデオI/F342、外部I/F343を介してプロジェクタ100に入力された画像信号に基づく映像の投影を制御する。つまり、CPU341は、FPGA310のタイミングコントローラ311と相互に通信を行い、ビデオRAM345に一時的に保持されている画像信号に基づく映像の表示を制御する。
The
Further, the
ビデオI/F342は、例えば、PC(Personal Computer)等の画像出力装置150と接続し、画像出力装置150から出力される画像信号を入力するためのインターフェースである。
The video I /
外部I/F343は、例えば、USB(Universal Serial Bus)フラッシュメモリやSDメモリカード等のメモリカード151を装着可能な外部記憶メディア用のインターフェースであり、メモリカード151に記憶された画像信号を読み出してプロジェクタ100に入力することができる。
The external I /
ビデオRAM345は、ビデオI/F342や外部I/F343を介して入力された画像信号を一時的に記憶している。ビデオRAM345は、FPGA310による表示制御がなされる際に、タイミングコントローラ311により生成されるタイミングでデータコントローラ312により画像信号が読み出されるように構成されている。
The
ROM344は、例えば、不揮発性のメモリであり、CPU341により実行されるプログラムや当該プログラムの実行に必要な各種データ等の格納エリアを備えている。
RAM346は、例えば、CPU341のワークエリアとして用いられ、CPU341によって各種プログラムが実行される際に生じる処理結果や、入力されたデータ等を記憶する。
The
The
次に、レーザプロジェクタ100において、レーザ光の走査位置が切り替えられる区間について説明する。
図6に示すように、プロジェクタ100におけるスキャナミラー372によってレーザ光の走査が行われる区間には、スキャナミラー372がレーザ光を左右方向(主走査方向)に走査しつつ、走査領域の始端である最上行(「+θ」の位置)から走査領域の終端である最下行(「−θ」の位置)の上下方向(副走査方向)に走査位置が切り替えられる走査往路としての走査区間(区間a)と、走査区間のうち、スクリーン130上の投影領域に実際にレーザ光が出射されて画像が形成される投影区間(区間b)と、走査領域の終端である最下行側から走査領域の始端である最上行側に戻る上下方向へスキャナミラー372による走査位置が切り替えられる走査復路としての戻り区間(区間c)と、戻り区間において、投影領域上を走査する区間である輝度上昇投影区間(区間d)と、がある。
そして、この走査区間(区間a)と戻り区間(区間c)においてそれぞれレーザ光の走査を行うことによって1フレーム(1/60秒)の時間におけるレーザ光の走査が行われ、投影区間(区間b)におけるレーザ光の出射による画像の形成を複数フレーム連続して行うことにより、スクリーン130の投影領域に画像が表示される。
Next, a section in which the laser light scanning position is switched in the
As shown in FIG. 6, in the section where the laser beam is scanned by the
Then, by scanning the laser beam in each of the scanning section (section a) and the return section (section c), scanning of the laser light in one frame (1/60 seconds) is performed, and the projection section (section b). The image is displayed in the projection area of the
以上のような構成によれば、1フレーム(1/60秒)における投影区間(図6における区間b)において、スクリーン130には、図7(a)に示す画像がスクリーン130の投影領域上に表示されたのち、輝度上昇投影区間(図6における区間d)において、図7(b)に示されるように、解析領域毎に対応して輝度の異なる輝度上昇画像がスクリーン130の投影領域上に表示される。その後、次のフレームの投影区間において、図7(c)に示すような画像がスクリーン130の投影領域上に表示される。
According to the configuration described above, in the projection section (section b in FIG. 6) in one frame (1/60 second), the image shown in FIG. After being displayed, in the brightness increase projection section (section d in FIG. 6), as shown in FIG. 7B, brightness increase images having different brightness corresponding to each analysis area are displayed on the projection area of the
なお、本実施の形態では、画像解析部315において、解析領域毎に階調の平均を算出し、輝度上昇画像表示制御部316において、R,G,Bとも輝度が同一である輝度上昇画像を、解析領域毎に対応して輝度を異ならせて投影領域上に表示されるように制御するようにしたが、図8に示すように、画像解析部315において、R,G,Bそれぞれの階調の平均を解析領域毎に算出し、輝度上昇画像表示制御部316において、解析領域毎にR,G,B各色の輝度をそれぞれ異ならせて輝度上昇画像が表示されるように制御してもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態では、画像信号を複数の解析領域に割り当てて階調の解析を行い、各解析領域毎に対応して輝度の異なる輝度上昇画像を投影領域上に表示するようにしたが、図9に示すように、領域を分割せず、画像全体の階調の平均を算出し、これに基づいて輝度上昇画像を表示するようにしてもよい。
また、本実施の形態では、解析領域を縦4つに形成するようにしたが、図10に示すように、マトリクス状に形成するようにしてもよい。
In the present embodiment, tone analysis is performed by assigning image signals to a plurality of analysis regions, and brightness-increasing images having different luminances are displayed on the projection region corresponding to each analysis region. As shown in FIG. 9, the average of the gradation of the entire image may be calculated without dividing the region, and the brightness enhancement image may be displayed based on the average.
In the present embodiment, the analysis regions are formed in four vertical areas, but may be formed in a matrix as shown in FIG.
以上説明したように、本実施形態によれば、走査区間において投影領域に形成される画像を画像解析部315が解析して階調を特定する。そして、画像解析部315による画像解析結果に応じて、戻り区間におけるレーザ光の出力輝度を輝度上昇画像表示制御部316が決定する。そして、FPGA310は、LD361,362に、輝度上昇画像表示制御部316にて決定した出力輝度にて、戻り区間における投影領域の所定範囲に亘ってレーザ光を出射させる。その結果、戻り区間において投影領域に表示された輝度上昇画像により、いわゆるバックライト効果が生じ、画像の輝度を向上させるために複雑な画像を戻り区間においても表示させる必要がないので、特別な装置を必要とせず、ソフトウェアのみの対応で容易に実現可能となる。また、走査区間において表示される画像の階調に基づいて戻り区間におけるLD361,362の出力輝度を決定するので、コントラストの向上も図れる。よって、安価で処理負荷も少なくして画像の輝度及びコントラストの向上を図ることが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、本実施の形態によれば、画像解析部315は、解析領域毎に画像の解析を行い、輝度上昇画像表示制御部316は、解析領域毎にレーザ光の出力輝度を決定し、FPGA310は、解析領域毎に対応してレーザ光の出力輝度を変更しながら投影領域にレーザ光を出射させる。その結果、画像の表示態様に応じて複数の領域のそれぞれについて輝度を異ならせた輝度上昇画像の表示が可能となるので、コントラストがより向上するようになり、画質の向上が図れる。
In addition, according to the present embodiment, the
また、本実施の形態によれば、LD361,362は、赤、緑、青と波長の異なる3色の光源を有し、輝度上昇画像表示制御部316は、画像解析部315による画像解析結果に応じてレーザ光の出力輝度を波長毎に決定するようにしたので、コントラストがさらに向上するようになり、画質の向上が図れる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施の形態によれば、FPGA310は、LD361,362に、輝度上昇画像表示制御部316によって決定された出力輝度に応じて投影領域に出射するレーザ光の出力時間を決定するようにしたので、LD361,362を駆動する電流の調整が不要となり、輝度の調整が容易となる。
Further, according to the present embodiment, the
なお、本実施の形態では、画像解析部315において、表示中の画像に基づいて画像の解析を行うようにしたが、表示中の画像(前フレーム画像)と次に表示される画像(後フレーム画像)とに基づいて画像の解析を行うようにしてもよい。また、表示中の画像でなく、次に表示される画像のみに基づいて画像の解析を行うようにしてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態では、予め定められた大きさの解析領域を複数設け、解析領域毎に画像の解析を行うようにしたが、解析領域の大きさを固定せず、画像の階調から解析領域を設定するようにしてもよい。解析領域の設定方法は、例えば、隣接する画素の階調の差分を判定し、差分が閾値を超えた場合には、その画素間に境界を設定する。そして、その境界に囲まれた領域を1つの解析領域に設定する。また、差分の判定においては、赤、緑、青の各色毎に行うようにし、赤、緑、青の検出光のそれぞれの出力位置をこれに基づいて定めるようにしてもよい。 In this embodiment, a plurality of analysis areas having a predetermined size are provided, and an image is analyzed for each analysis area. However, the size of the analysis area is not fixed, and the tone of the image is determined. An analysis area may be set. As an analysis region setting method, for example, a difference in gradation between adjacent pixels is determined, and when the difference exceeds a threshold, a boundary is set between the pixels. Then, an area surrounded by the boundary is set as one analysis area. Further, the difference determination may be performed for each of red, green, and blue colors, and the output positions of the red, green, and blue detection lights may be determined based on this.
100 プロジェクタ(レーザプロジェクタ)
130 スクリーン
310 FPGA(輝度上昇制御手段)
311 タイミングコントローラ
312 データコントローラ
313 ビットデータ変換器
314 データ/階調変換部
315 画像解析部
316 輝度上昇画像表示制御部(出力輝度決定手段)
340 バックエンドブロック
345 ビデオRAM
350 レーザ出射部
351 レーザ制御回路
361 LD(レーザ光源)
362 LD(レーザ光源)
370 レーザ検出器
372 スキャナミラー(走査部)
373 駆動ドライバ
374 アクチュエータ
100 Projector (Laser projector)
130
311
340
350
362 LD (laser light source)
370
Claims (5)
前記レーザ光源からのレーザ光を走査領域上の主走査方向および副走査方向に走査するとともに、前記レーザ光の走査が前記走査領域の端部に到達したときに、前記副走査方向を逆転させてレーザ光の走査を前記走査領域の始端部と終端部との間で往復させる走査部と、
前記レーザ光の副走査往路において、前記走査領域のうちの画像の表示を行う領域である投影領域に、前記入力された画像信号に応じたレーザ光をレーザ光源に出射させることによって画像を表示する制御を行う表示制御部と、を備えたレーザプロジェクタにおいて、
前記レーザ光源から出射されるレーザ光によって前記投影領域上に形成される一の画像の階調を特定することにより画像の解析を行う画像解析部と、
前記画像解析部による解析の結果に基づいて、前記一の画像の表示の副走査復路におけるレーザ光の出力輝度を決定する出力輝度決定手段と、
前記レーザ光源に、前記出力輝度決定手段によって決定された出力輝度にて、前記副走査復路における投影領域の所定範囲に亘ってレーザ光を出射させる輝度上昇制御手段と、
を備えたことを特徴とするレーザプロジェクタ。 A laser light source that emits laser light in accordance with an input image signal;
The laser light from the laser light source is scanned in the main scanning direction and the sub-scanning direction on the scanning area, and when the scanning of the laser light reaches the end of the scanning area, the sub-scanning direction is reversed. A scanning unit that reciprocates the scanning of the laser beam between the start end and the end of the scanning region;
In the laser beam sub-scanning forward path, an image is displayed by causing a laser light source to emit laser light corresponding to the input image signal to a projection area that is an area for displaying an image in the scanning area. In a laser projector comprising a display control unit that performs control,
An image analysis unit that analyzes an image by specifying a gradation of one image formed on the projection region by laser light emitted from the laser light source;
Based on the result of the analysis by the image analysis unit, output luminance determining means for determining the output luminance of the laser beam in the sub-scanning return path of the display of the one image;
Luminance increase control means for causing the laser light source to emit laser light over a predetermined range of the projection area in the sub-scanning return path at the output brightness determined by the output brightness determining means;
A laser projector comprising:
前記出力輝度決定手段は、前記解析領域毎にレーザ光の出力輝度を決定し、
前記輝度上昇制御手段は、前記出力輝度決定手段の決定に基づいて、前記レーザ光源に、前記解析領域毎に対応してレーザ光の出力輝度を変更しながら前記投影領域にレーザ光を出射させることを特徴とする請求項1に記載のレーザプロジェクタ。 The image analysis unit analyzes the one image for each of a plurality of analysis regions,
The output luminance determining means determines an output luminance of laser light for each analysis region,
The brightness increase control means causes the laser light source to emit laser light to the projection area while changing the output brightness of the laser light corresponding to each analysis area based on the determination of the output brightness determination means. The laser projector according to claim 1.
前記出力輝度決定手段は、前記画像解析部による画像解析結果に応じてレーザ光の出力輝度を波長毎に決定することを特徴とする請求項1又は2に記載のレーザプロジェクタ。 The laser light source has a plurality of types of light sources each having a different wavelength,
3. The laser projector according to claim 1, wherein the output luminance determining unit determines an output luminance of the laser beam for each wavelength according to an image analysis result by the image analysis unit.
前記レーザ光源からのレーザ光を走査領域上の主走査方向および副走査方向に走査するとともに、前記レーザ光の走査が前記走査領域の端部に到達したときに、前記副走査方向を逆転させてレーザ光の走査を前記走査領域の始端部と終端部との間で往復させる走査部と、
前記レーザ光の副走査往路において、前記走査領域のうちの画像の表示を行う領域である投影領域に、前記入力された画像信号に応じたレーザ光をレーザ光源に出射させることによって画像を表示する制御を行う表示制御部と、を備えたレーザプロジェクタにおいて、
前記レーザ光源から出射されるレーザ光によって前記投影領域上に形成される一の画像の階調を特定することにより画像の解析を行う画像解析部と、
前記画像解析部による解析の結果に基づいて、前記一の画像の表示の副走査復路におけるレーザ光の出力輝度を決定する出力輝度決定手段と、
前記レーザ光源に、前記出力輝度決定手段によって決定された出力輝度にて、前記副走査復路における投影領域の所定範囲に亘ってレーザ光を出射させる輝度上昇制御手段と、
を備え、
前記画像解析部は、前記一の画像を複数の解析領域毎に解析を行い、
前記レーザ光源は、それぞれ波長の異なる複数種類の光源を有し、
前記出力強度決定手段は、前記解析領域毎及び前記レーザ光の波長毎にレーザ光の出力輝度を決定し、
前記輝度上昇制御手段は、前記出力輝度決定手段の決定に基づいて、前記レーザ光源に、前記解析領域毎に対応してレーザ光の出力輝度を変更しながら投影領域にレーザ光を出射させるとともに、前記出力強度決定手段によって決定された出力輝度に対応してレーザ光の出力時間を決定するようにしたことを特徴とするレーザプロジェクタ。 A laser light source that emits laser light in accordance with an input image signal;
The laser light from the laser light source is scanned in the main scanning direction and the sub-scanning direction on the scanning area, and when the scanning of the laser light reaches the end of the scanning area, the sub-scanning direction is reversed. A scanning unit that reciprocates the scanning of the laser beam between the start end and the end of the scanning region;
In the laser beam sub-scanning forward path, an image is displayed by causing a laser light source to emit laser light corresponding to the input image signal to a projection area that is an area for displaying an image in the scanning area. In a laser projector comprising a display control unit that performs control,
An image analysis unit for analyzing an image by specifying a gradation of one image formed on the projection region by a laser beam emitted from the laser light source;
Based on the result of the analysis by the image analysis unit, output luminance determining means for determining the output luminance of the laser beam in the sub-scanning return path of the display of the one image;
Luminance increase control means for causing the laser light source to emit laser light over a predetermined range of the projection area in the sub-scanning return path at the output brightness determined by the output brightness determining means;
With
The image analysis unit analyzes the one image for each of a plurality of analysis regions,
The laser light source has a plurality of types of light sources each having a different wavelength,
The output intensity determination means determines the output luminance of the laser beam for each analysis region and for each wavelength of the laser beam,
The brightness increase control means causes the laser light source to emit laser light to the projection area while changing the output brightness of the laser light corresponding to each analysis area based on the determination of the output brightness determination means, A laser projector characterized in that an output time of laser light is determined in accordance with the output luminance determined by the output intensity determining means.
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