JP2013218000A - 投射型プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】投射映像の色再現範囲を狭くするなどの画質の劣化を招来することなく、使用者が網膜への影響を受ける可能性を低減した投射型プロジェクタを提供する。
【解決手段】光源部２０で発生された光を変調する光変調部３０と、入力された映像信号を処理する映像信号処理部５０と、光変調部３０で変調された光を外部の投射対象に投射して投射映像を得る投射光学系４０とを備え、映像信号処理部５０は、青色光による網膜への影響を軽減する青色光影響軽減部を有し、青色光影響軽減部は、映像信号に含まれる青色信号の割合だけが多い場合には、青色信号、緑色信号および赤色信号の信号値を低減して、投射映像の明るさを全体的に下げる制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は投射型プロジェクタに関し、特に、投射光からの網膜の保護を可能とする投射型プロジェクタに関する。

投射型プロジェクタでは、カラー表示を実現するために、通常、赤色光、緑色光、青色光の３原色の光を光源に用いている。この光源には、ＣＲＴ（陰極線管）、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプおよび超高圧水銀ランプなどが使われてきたが、近年の省エネルギーへの意識の高まりから、低消費電力化を可能とするＬＥＤ（Light Emitting Diode）やレーザを光源とした投射型プロジェクタも市場に現れてきている。

このような投射型プロジェクタにおいて注意すべきは、青色光による網膜への影響である。これは、主に４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長の光に網膜が曝された場合に、細胞内の分子が光による励起を受けて化学反応を起こし、網膜組織が影響を受けることが知られている。日本工業規格ＪＩＳ Ｃ ７５５０：２０１１「ランプ及びランプシステムの光生物学的安全性」においても、青色光による網膜への影響を防止するため、青色光に対する露光許容時間を設けるなどして、その曝露を制限している。

例えば、表示装置の光源として用いられる青色ＬＥＤは、網膜への影響を引き起こす波長範囲の分光特性を有している上、人間の眼にとって青色は明るく感じないため、瞳孔があまり閉じなかったり、瞬きによる防衛反応が有効に働かなかったりするなどの特性が指摘されている。

投射型プロジェクタにおいても、光源に青色ＬＥＤを用いたものが既に開発されている。さらに、近年は、ＬＥＤよりも指向性やコヒーレントが高い、青色レーザを光源に用いた投射型プロジェクタも開発されてきており、使用者が青色光による網膜の影響を受ける可能性が高まっている。

特許文献１には、網膜への影響を引き起こす可能性のある波長領域の光を除去して、影響の程度が低い白色発光装置を得る技術が開示されている。

また、特許文献２には、投射用レンズ等の光学系部を故意あるいは偶然に覗き込んだ人間の網膜に影響を与える可能性を低減するために、投射光の出射量を制限するような制御をする網膜保護モードを備えた投射型プロジェクタが開示されている。

特開２００８−３１１５３２号公報 特開２００６−３３０４４７号公報

特許文献１に開示されるような青色光による網膜の影響を引き起こす可能性のある波長領域の光を光学フィルタで除去した光源を用いれば、網膜への影響を引き起こす可能性を低減することは可能であるが、投射映像の色再現範囲が狭くなるなど、画質の劣化は避けられない。

また、特許文献２に開示されるような網膜保護モードでは、投射光の覗き込みに対する保護はできても、スクリーンに投射された映像を長時間見ることに対する保護はできない。

本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、投射映像の色再現範囲を狭くするなどの画質の劣化を招来することなく、使用者が網膜への影響を受ける可能性を低減した投射型プロジェクタを提供することを目的とする。

本発明に係る投射型プロジェクタは、光源部で発生された光を変調する光変調部と、入力された映像信号を処理する映像信号処理部と、前記光変調部で変調された光を外部の投射対象に投射して投射映像を得る投射光学系とを備えた投射型プロジェクタであって、前記映像信号処理部は、青色光による網膜への影響を軽減する青色光影響軽減部を有し、前記青色光影響軽減部は、映像信号に含まれる青色信号の割合だけが多い場合には、前記青色信号、緑色信号および赤色信号の信号値を低減して、前記投射映像の明るさを全体的に下げる制御を行う。

本発明に係る投射型プロジェクタによれば、映像信号に含まれる青色信号の割合だけが多い場合には、青色信号、緑色信号および赤色信号の信号値を低減して、投射映像の明るさを全体的に下げる制御を行うことで、使用者の網膜を保護することができる。

本発明に係る投射型プロジェクタの概略構成を示すブロック図である。 本発明に係る実施の形態１、５、６および７の投射型プロジェクタの青色光影響軽減部の構成を示すブロック図である。 本発明に係る実施の形態２、４、５、６および７の投射型プロジェクタの青色光影響軽減部の構成を示すブロック図である。 国際照明委員会が定めた明所視の比視感度曲線を示す図である。 本発明に係る実施の形態３、４、５、６および７の投射型プロジェクタの青色光影響軽減部の構成を示すブロック図である。 ＬＥＤを光源とする場合の、赤色、緑色、青色の分光分布の例を示した図である。 本発明に係る実施の形態５の投射型プロジェクタの動作を説明する図である。 本発明に係る実施の形態８の投射型プロジェクタの青色光影響軽減部の構成を示すブロック図である。 本発明に係る実施の形態９の投射型プロジェクタの青色光影響軽減部の構成を示すブロック図である。 本発明に係る実施の形態１０の投射型プロジェクタの青色光影響軽減部の構成を示すブロック図である。 本発明に係る実施の形態１１の投射型プロジェクタの青色光影響軽減部の構成を示すブロック図である。

＜投射型プロジェクタについて＞
パーソナルコンピュータやＤＶＤレコーダ等のビデオ機器など、映像信号を出力する機器から映像信号を受け、その映像をスクリーンに投射する投射型プロジェクタにおいては、代表的な構成として以下の２種類が挙げられる。

１つは、ランプなどの光源からの光を、映像信号に基づいた映像パターンを形成する透過型液晶パネルなどの表示デバイスに通すことで、投射映像を作り出す、あるいは映像パターンに応じた光を反射する反射型液晶パネルを用いて投射映像を作り出す構成である。

その一例としては、３枚の反射型液晶パネルを用い、光の３原色である赤色光、緑色光、青色光に対応した映像パターンを各液晶パネルで形成して、それぞれの液晶パネルに対応する赤色光、緑色光、青色光を入力することで３原色の映像を得る。そして、鏡などの光学部品を用いて３原色の映像を合成し、１つのカラー映像として投射光学系から出力する構成が挙げられる。

もう１つは、ランプなどの光源からの光を、赤色、緑色、青色に応じた映像パターンを時分割で形成する反射型の表示デバイスで反射することで投射映像を作り出す構成である。

その一例としては、１画素に相当する可動式の微小鏡面（マイクロミラー）を平面に複数配列したＤＭＤ（登録商標）と呼称される表示デバイスで赤色、緑色、青色に応じた映像パターンを時分割で形成し、それぞれの色の映像パターンに合わせて赤色光、緑色光、青色光を作り出すカラーフィルタを介して光源からの光を入力して反射させることで、３原色の映像を時分割で得る。そして、投射光学系を介して順次出力することで、時間的な積分効果で１つのカラー映像を得る構成が挙げられる。なお、ＤＭＤはDigital Micromirror Deviceの略称である。

本発明に係る投射型プロジェクタは、上記２種類の投射型プロジェクタの何れに対しても適用可能である。以下、本発明に係る投射型プロジェクタの実施の形態について説明する。

図１は、本発明に係る投射型プロジェクタの概略構成を示すブロック図である。図１に示すように投射型プロジェクタ１００は、装置制御部１０、光源部２０、出射光変調部３０、投射光学系４０、映像信号処理部５０および光変調制御部６０を主たる構成として備えており、投射光学系４０から出射された投射光により、投射型プロジェクタ１００の外部に設置されたスクリーン９０に画像が投射される。

装置制御部１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のマイクロプロセッサで構成され、投射型プロジェクタ１００内の各部を制御する部位である。

光源部２０は、図示されない光源用ランプ等を含み、投射光を発生させる部位であり、出射光変調部３０は、光源部２０で発生された投射光を変調する部位であり、本願では、後述する反射型の液晶パネル３１を用いて投射光を変調させるものとして説明する。

投射光学系４０は、出射光変調部３０で変調された投射光を外部に投射する部位であり、出射光の画像をスクリーン９０上に結像させるための投射レンズ等を含む光学系の部品で構成されている。

光源部２０から出射された投射光は、出射光変調部３０で変調された後、投射光学系４０で拡大されてスクリーン９０上に投射される。

映像信号処理部５０は、パーソナルコンピュータやＤＶＤレコーダ等のビデオ機器からの映像信号が入力され、その映像信号を液晶パネル３１で光変調用の画像として再現させるための信号に変換する部位である。

光変調制御部６０は、映像信号処理部５０からの映像信号に基づき、液晶パネル３１の各画素を駆動させる信号を生成して液晶パネル３１に出力することで、液晶パネル３１における光変調処理を制御する部位である。

なお、液晶パネル３１は、透過型でも反射型でも良いが、反射型液晶パネルを用いる場合には、出射光変調部３０内には、液晶からの反射光を出射させるために偏向ビームスプリッタ等の光学素子を備えることとなる。

上述した投射型プロジェクタ１００の映像信号処理部５０における映像信号の処理に関する部位が本発明に係る部位である。以下、本発明に係る実施の形態について説明する。

＜実施の形態１＞
図２は、本発明に係る実施の形態１の投射型プロジェクタの青色光影響軽減部５０１の構成を示すブロック図である。なお、青色光影響軽減部５０１は、図１に示した映像信号処理部５０に含まれる構成である。

図２に示すように、青色光影響軽減部５０１は、総和算出器１、２および３、加算器４および５、除算器６、係数算出器７、遅延器８、９および１０、乗算器１１、１２および１３を主たる構成として備えている。

青色光影響軽減部５０１は、表示デバイスに入力される前の赤色信号Ｒ、緑色信号Ｇおよび青色信号Ｂを、青色光による網膜への影響を軽減した処理済み赤色信号Ｒ’、処理済み緑色信号Ｇ’および処理済み青色信号Ｂ’に変換する部位である。変換の方法を図２を参照して説明する。

総和算出器１〜３は、赤色信号Ｒ、緑色信号Ｇおよび青色信号Ｂを受け、それぞれについて映像信号１フレーム分の全画素（液晶パネル３１の全画素）について赤色信号総和ΣＲ、緑色信号総和ΣＧおよび青色信号総和ΣＢを算出する。

加算器４には、赤色信号総和ΣＲと緑色信号総和ΣＧとが入力され、第１加算値（ΣＲ＋ΣＧ）が算出される。

加算器５には、青色信号総和ΣＢと第１加算値（ΣＲ＋ΣＧ）とが入力され、第２加算値（ΣＲ＋ΣＧ＋ΣＢ）が算出される。この第２加算値（ΣＲ＋ΣＧ＋ΣＢ）は、１フレームの映像信号の総和を表している。

除算器６には、第１加算値（ΣＲ＋ΣＧ）と第２加算値（ΣＲ＋ΣＧ＋ΣＢ）とが入力され、第１加算値（ΣＲ＋ΣＧ）を第２加算値（ΣＲ＋ΣＧ＋ΣＢ）で除算した除算値｛（ΣＲ＋ΣＧ）／（ΣＲ＋ΣＧ＋ΣＢ）｝が算出される。

係数算出器７には除算値｛（ΣＲ＋ΣＧ）／（ΣＲ＋ΣＧ＋ΣＢ）｝が入力されて、規定値Ｃとの比較を行う。ここで、規定値Ｃは０を超える１までの数値であって、１フレームの映像（映像信号）に青色光（青色信号）だけが多く含まれているか否かを判断する指標値となる。

係数算出器７は、下記の数式（１）を満足する場合、すなわち１フレームの映像信号の総和（ΣＲ＋ΣＧ＋ΣＢ）に対する青色信号総和ΣＢの比が規定値Ｃ以上である場合に、数値Ｋ１を係数Ｋとして出力する。

また、係数算出器７は、下記の数式（２）を満足する場合、すなわち１フレームの映像信号の総和（ΣＲ＋ΣＧ＋ΣＢ）に対する、青色信号総和ΣＢの比が規定値Ｃ未満である場合に、数値Ｋ２を係数Ｋとして出力する。

ここで、係数Ｋ１を例えば０．９など１より小さい数値とし、係数Ｋ２を１とした場合、係数Ｋ１を、赤色信号、緑色信号および青色信号のそれぞれに乗ずれば、赤色信号、緑色信号および青色信号のそれぞれの数値が係数Ｋ１に比例して減少する。一方、係数Ｋ２を乗じた場合は、赤色信号、緑色信号および青色信号は変化しない。

従って、１フレームの映像に、青色光の割合だけが多い場合、すなわち数式（１）を満たす場合には係数算出器７からは係数Ｋ１が得られるので、この係数Ｋ１を赤色信号、緑色信号および青色信号にそれぞれ乗ずることで、投射映像の明るさを全体的に下げることができる。

係数算出器７で係数Ｋを得るには１フレームの映像信号の総和（ΣＲ＋ΣＧ＋ΣＢ）を算出する必要があるため、係数Ｋを乗じる映像信号も遅延器８〜１０を用いて１フレームの期間だけ遅延させる。

そのために、赤色信号Ｒ、緑色信号Ｇおよび青色信号Ｂを、それぞれ遅延器８、９および１０に入力することで、１フレームの期間だけ遅らせた赤色遅延信号Ｒｄ、緑色遅延信号Ｇｄおよび青色遅延信号Ｂｄを得る。

得られた赤色遅延信号Ｒｄ、緑色遅延信号Ｇｄおよび青色遅延信号Ｂｄは、それぞれ乗算器１１、１２および１３に入力され、係数算出器７から出力される係数Ｋを乗じることで、それぞれ以下の数式（３）、（４）および（５）で表される処理済み赤色信号Ｒ’、処理済み緑色信号Ｇ’および処理済み青色信号Ｂ’が得られる。

なお、係数Ｋは、以下の数式（６）で表される。

投射映像において青色光の割合だけが多い場合、人間の眼にとって青色は明るく感じないため、瞳孔があまり閉じなかったり、瞬きによる防衛反応が有効に働かなかったりする。そのため、４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長の光の割合だけが多い投射光を直視したり、鏡面反射による反射光を見たり、反射率の高いスクリーンで投射映像を長時間見た場合には、使用者の網膜に影響を与える可能性がある。

特に、光源に青色レーザを備えた投射型プロジェクタの場合は、レーザ光の指向性とコヒーレントが高いため、使用者の網膜に影響を与える可能性が高まる。

しかし、上述した実施の形態１の投射型プロジェクタでは、映像信号に青色光の割合だけが多い場合には、投射映像の明るさを全体的に下げる制御を行うことで、使用者の網膜を保護することができる。

＜実施の形態２＞
図３は、本発明に係る実施の形態２の投射型プロジェクタの青色光影響軽減部５０２の構成を示すブロック図であり、図２に示した青色光影響軽減部５０１と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、青色光影響軽減部５０２は、図１に示した映像信号処理部５０に含まれる構成である。

図３に示すように、青色光影響軽減部５０２は、総和算出器１、２および３、加算器４および５、除算器６、係数算出器７、遅延器８、９および１０、乗算器１１、１２、１３、１４、１５および１６を主たる構成として備えている。

青色光影響軽減部５０２は、表示デバイスに入力される前の赤色信号Ｒ、緑色信号Ｇおよび青色信号Ｂを、青色光による網膜への影響を軽減した処理済み赤色信号Ｒ’、処理済み緑色信号Ｇ’および処理済み青色信号Ｂ’に変換する部位である。変換の方法を図３を参照して説明する。

総和算出器１〜３は、赤色信号Ｒ、緑色信号Ｇおよび青色信号Ｂを受け、それぞれについて映像信号１フレーム分の赤色信号総和ΣＲ、緑色信号総和ΣＧおよび青色信号総和ΣＢを算出する。

総和算出器１〜３のそれぞれから出力される映像信号１フレーム分の赤色信号総和ΣＲ、緑色信号総和ΣＧおよび青色信号総和ΣＢは、それぞれ乗算器１４、１５および１６に入力され、それぞれ係数（１−ｋｒ）、（１−ｋｇ）および（１−ｋｂ）を乗じられる。

加算器４には、赤色信号総和ΣＲに係数（１−ｋｒ）を乗じた値と、緑色信号総和ΣＧに係数（１−ｋｇ）を乗じた値とが入力され、第１加算値｛（１−ｋｒ）ΣＲ＋（１−ｋｇ）ΣＧ｝が算出される。

ここで、ｋｒ、ｋｇおよびｋｂは光源の赤色光、緑色光および青色光の波長にそれぞれ対応した比視感度である。比視感度とは、人間の眼が、どの波長の光にどの程度感度があるかを最も明るく見える光の明るさを１として表したものである。

比視感度には、国際照明委員会（ＣＩＥ）が規定する明所視標準比視感度と暗所視標準比視感度があるが、本発明では投射型プロジェクタの性質上、明所視標準比視感度を用いている。

国際照明委員会（ＣＩＥ）が定めた比視感度曲線を図４に示す。図４においては横軸に波長（ｎｍ）を、縦軸に比視感度を示している。図４より、明所視（明順応している状態）の人間の眼は５５５ｎｍの波長の光を最も明るく感じ、そこでの比視感度を１としている。例えば、光源を赤色レーザ、緑色レーザ、青色レーザで構成し、それぞれの発振波長が６５０ｎｍ、５５５ｎｍ、４５０ｎｍである場合、比視感度はそれぞれ０．１、１．０、０．０３８となる。

網膜への影響を与えるとされる波長４００ｎｍ〜５００ｎｍの光は比視感度が低く、人間の眼では明るいと感じにくいため、瞳孔があまり閉じないことから網膜が影響を受けやすいとされている。

そこで、映像信号の各色について、（１−比視感度）を係数として乗算することで、青色光のような明るくは感じないが、網膜への影響を与えやすい波長の光に重み付けをすることができる。すなわち、比視感度の小さな波長の光の信号ほど総和が大きくなり、映像信号に占める割合が特に大きくなる。

ここで、図３の説明に戻る。加算器５には、係数（１−ｋｂ）を乗じた青色信号総和ΣＢと第１加算値｛（１−ｋｒ）ΣＲ＋（１−ｋｇ）ΣＧ｝とが入力され、第２加算値｛（１−ｋｒ）ΣＲ＋（１−ｋｇ）ΣＧ＋（１−ｋｂ）ΣＢ｝が算出される。この第２加算値｛（１−ｋｒ）ΣＲ＋（１−ｋｇ）ΣＧ＋（１−ｋｂ）ΣＢ｝は、１フレームの映像信号の総和を表している。

除算器６には、第１加算値｛（１−ｋｒ）ΣＲ＋（１−ｋｇ）ΣＧ｝と第２加算値｛（１−ｋｒ）ΣＲ＋（１−ｋｇ）ΣＧ＋（１−ｋｂ）ΣＢ｝とが入力され、第１加算値｛（１−ｋｒ）ΣＲ＋（１−ｋｇ）ΣＧ｝を第２加算値｛（１−ｋｒ）ΣＲ＋（１−ｋｇ）ΣＧ＋（１−ｋｂ）ΣＢ｝で除算した除算値[｛（１−ｋｒ）ΣＲ＋（１−ｋｇ）ΣＧ｝／｛（１−ｋｒ）ΣＲ＋（１−ｋｇ）ΣＧ＋（１−ｋｂ）ΣＢ｝]が算出される。

係数算出器７には除算値[｛（１−ｋｒ）ΣＲ＋（１−ｋｇ）ΣＧ｝／｛（１−ｋｒ）ΣＲ＋（１−ｋｇ）ΣＧ＋（１−ｋｂ）ΣＢ｝]が入力されて、規定値Ｃとの比較を行う。ここで、規定値Ｃは０を超える１までの数値であって、１フレームの映像に青色光だけが多く含まれているか否かを判断する指標値となる。なお、規定値Ｃは、実施の形態１における規定値Ｃとは異なる値であっても良い。

係数算出器７は、下記の数式（７）を満足する場合、すなわち１フレームの映像信号の総和｛（１−ｋｒ）ΣＲ＋（１−ｋｇ）ΣＧ＋（１−ｋｂ）ΣＢ｝に対する係数（１−ｋｂ）を乗じた青色信号総和ΣＢの比が規定値Ｃ以上である場合に、数値Ｋ１を係数Ｋとして出力する。

また、係数算出器７は、下記の数式（８）を満足する場合、すなわち１フレームの映像信号の総和｛（１−ｋｒ）ΣＲ＋（１−ｋｇ）ΣＧ＋（１−ｋｂ）ΣＢ｝に対する係数（１−ｋｂ）を乗じた青色信号総和ΣＢの比が規定値Ｃ未満である場合に、数値Ｋ２を係数Ｋとして出力する。

ここで、係数Ｋ１を例えば０．９など１より小さい数値とし、係数Ｋ２を１とした場合、係数Ｋ１を、赤色信号、緑色信号および青色信号のそれぞれに乗ずれば、赤色信号、緑色信号および青色信号のそれぞれの数値が係数Ｋ１に比例して減少する。一方、係数Ｋ２を乗じた場合は、赤色信号、緑色信号および青色信号は変化しない。

従って、１フレームの映像に、青色光の割合だけが多い場合、すなわち数式（７）を満たす場合には係数算出器７からは係数Ｋ１が得られるので、この係数Ｋ１を赤色信号、緑色信号および青色信号にそれぞれ乗ずることで、投射映像の明るさを全体的に下げることができ、使用者の網膜を保護することができる。

以上説明したように、映像信号の各色について、（１−比視感度）を係数として乗算することで、青色光のような明るくは感じないが、網膜への影響を与えやすい波長の光に重み付けをすることができ、明るさの感度を考慮した制御が可能となる。

＜実施の形態３＞
図５は、本発明に係る実施の形態３の投射型プロジェクタの青色光影響軽減部５０３の構成を示すブロック図であり、図３に示した青色光影響軽減部５０２と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、青色光影響軽減部５０３は、図１に示した映像信号処理部５０に含まれる構成である。

図５に示すように、青色光影響軽減部５０３は、総和算出器１、２および３、加算器４および５、除算器６、係数算出器７、遅延器８、９および１０、乗算器１１、１２および１３、１４、１５および１６を主たる構成として備えている。

青色光影響軽減部５０３は、表示デバイスに入力される前の赤色信号Ｒ、緑色信号Ｇおよび青色信号Ｂを、青色光による網膜への影響を軽減した処理済み赤色信号Ｒ’、処理済み緑色信号Ｇ’および処理済み青色信号Ｂ’に変換する部位である。変換の方法は、図３を用いて説明した青色光影響軽減部５０２と基本的に同じであるが、乗算器１４〜１６で乗じられる係数が異なっている。

すなわち、総和算出器１〜３のそれぞれから出力される映像信号１フレーム分の赤色信号総和ΣＲ、緑色信号総和ΣＧおよび青色信号総和ΣＢは、それぞれ乗算器１４、１５および１６に入力され、それぞれ係数（１／ｋｒ）、（１／ｋｇ）および（１／ｋｂ）を乗じられる。

加算器４には、赤色信号総和ΣＲに係数（１／ｋｒ）を乗じた値と、緑色信号総和ΣＧに係数（１／ｋｇ）を乗じた値とが入力され、第１加算値｛（１／ｋｒ）ΣＲ＋（１／ｋｇ）ΣＧ｝が算出される。

ｋｒ、ｋｇおよびｋｂは光源の赤色光、緑色光および青色光の波長にそれぞれ対応した比視感度であり、映像信号の各色について、（１／比視感度）を係数として乗算することで、青色光のような明るくは感じないが、網膜への影響を与えやすい波長の光に重み付けをすることができる。すなわち、比視感度の小さな波長の光の信号ほど総和が大きくなり、映像信号に占める割合が特に大きくなる。

ここで、図５の説明に戻る。加算器５には、青色信号総和ΣＢに係数（１／ｋｂ）を乗じた値と第１加算値｛（１／ｋｒ）ΣＲ＋（１／ｋｇ）ΣＧ｝とが入力され、第２加算値｛（１／ｋｒ）ΣＲ＋（１／ｋｇ）ΣＧ＋（１／ｋｂ）ΣＢ｝が算出される。この第２加算値｛（１／ｋｒ）ΣＲ＋（１／ｋｇ）ΣＧ＋（１／ｋｂ）ΣＢ｝は、１フレームの映像信号の総和を表している。

除算器６には、第１加算値｛（１／ｋｒ）ΣＲ＋（１／ｋｇ）ΣＧ｝と第２加算値｛（１／ｋｒ）ΣＲ＋（１／ｋｇ）ΣＧ＋（１／ｋｂ）ΣＢ｝とが入力され、第１加算値｛（１／ｋｒ）ΣＲ＋（１／ｋｇ）ΣＧ｝を第２加算値｛（１／ｋｒ）ΣＲ＋（１／ｋｇ）ΣＧ＋（１／ｋｂ）ΣＢ｝で除算した除算値[｛（１／ｋｒ）ΣＲ＋（１／ｋｇ）ΣＧ｝／｛（１／ｋｒ）ΣＲ＋（１／ｋｇ）ΣＧ＋（１／ｋｂ）ΣＢ｝]が算出される。

係数算出器７には除算値[｛（１／ｋｒ）ΣＲ＋（１／ｋｇ）ΣＧ｝／｛（１／ｋｒ）ΣＲ＋（１／ｋｇ）ΣＧ＋（１／ｋｂ）ΣＢ｝]が入力されて、規定値Ｃとの比較を行う。なお、規定値Ｃは、実施の形態１および２における規定値Ｃとは異なる値であっても良い。

係数算出器７は、下記の数式（９）を満足する場合、すなわち１フレームの映像信号の総和｛（１／ｋｒ）ΣＲ＋（１／ｋｇ）ΣＧ＋（１／ｋｂ）ΣＢ｝に対する係数（１／ｋｂ）を乗じた青色信号総和ΣＢの比が規定値Ｃ以上である場合に、数値Ｋ１を係数Ｋとして出力する。

また、係数算出器７は、下記の数式（１０）を満足する場合、すなわち１フレームの映像信号の総和｛（１／ｋｒ）ΣＲ＋（１／ｋｇ）ΣＧ＋（１／ｋｂ）ΣＢ｝に対する、係数（１／ｋｂ）を乗じた青色信号総和ΣＢの比が規定値Ｃ未満である場合に、数値Ｋ２を係数Ｋとして出力する。

ここで、係数Ｋ１を例えば０．９など１より小さい数値とし、係数Ｋ２を１とした場合、係数Ｋ１を、赤色信号、緑色信号および青色信号のそれぞれに乗ずれば、赤色信号、緑色信号および青色信号のそれぞれの数値が係数Ｋ１に比例して減少する。一方、係数Ｋ２を乗じた場合は、赤色信号、緑色信号および青色信号は変化しない。

従って、１フレームの映像に、青色光の割合だけが多い場合、すなわち数式（９）を満たす場合には係数算出器７からは係数Ｋ１が得られるので、この係数Ｋ１を赤色信号、緑色信号および青色信号にそれぞれ乗ずることで、投射映像の明るさを全体的に下げることができ、使用者の網膜を保護することができる。

以上説明したように、映像信号の各色について、比視感度の逆数（１／比視感度）を係数として乗算することで、青色光のような明るくは感じないが、網膜への影響を与えやすい波長の光に重み付けをすることができ、明るさの感度を考慮した制御が可能となる。

＜実施の形態４＞
以上説明した実施の形態２、３においては、レーザ光のような単波長の光源を備えた投射型プロジェクタを前提として説明したが、本発明に係る実施の形態４では、例えば図６に示すような、単波長ではなく所定の波長幅を持ったＬＥＤ等を光源とする構成を前提とする。

図６においては、横軸に波長（ｎｍ）を、縦軸に相対エネルギー（％）を示している。図６に示すような分光分布を有する光源においては、各色光の分光分布のそれぞれの波長における相対エネルギーに、それぞれの波長での比視感度を乗じ、その値が最大となる波長を代表波長とする。

図６における青色ＬＥＤ光の分光分布が４２０ｎｍ〜５４０ｎｍである場合、４２０ｎｍにおける相対エネルギーには４２０ｎｍにおける比視感度を乗じる。同様の乗算を５４０ｎｍまで行い、乗算結果が最大となる波長を代表波長とする。

図６の例において、４６０ｎｍ、５４０ｎｍおよび６４０ｎｍがそれぞれ青色光、緑色光および赤色光の代表波長と算出されたとすれば、４６０ｎｍ、５４０ｎｍおよび６４０ｎｍの比視感度を、それぞれ青色光の比視感度ｋｂ、緑色光の比視感度ｋｇおよび赤色光の比視感度ｋｒとして使用する。

なお、本発明に係る実施の形態４の投射型プロジェクタにおいては、装置構成としては、図３を用いて説明した青色光影響軽減部５０２または図５を用いて説明した青色光影響軽減部５０３を用いるものとし、青色光影響軽減部５０２および５０３で使用する比視感度として、上記比視感度ｋｂ、比視感度ｋｇおよび比視感度ｋｒを使用する。

以上説明したように、光源の各色光の中で、明るさに最も寄与している波長の光、すなわち相対エネルギー×比視感度が最も大きな波長の光の比視感度で重み付けを行うことで、単波長ではなく所定の波長幅を持った光を光源とする場合においても、使用者の網膜を保護することができる。

＜実施の形態５＞
以上説明した実施の形態１〜４においては、総和算出器１〜３が、赤色信号Ｒ、緑色信号Ｇおよび青色信号Ｂのそれぞれについて映像信号１フレーム分の赤色信号総和ΣＲ、緑色信号総和ΣＧおよび青色信号総和ΣＢを算出するものとして説明した。実施の形態５の投射型プロジェクタにおいては、総和算出器１〜３が、投射映像１フレームをＮ分割した場合のある領域を構成する複数の画素（液晶パネル３１の画素）における赤色信号、緑色信号、青色信号の総和を算出するという点で異なっている。

なお、本発明に係る実施の形態５の投射型プロジェクタにおいては、装置構成としては、図２を用いて説明した青色光影響軽減部５０１、図３を用いて説明した青色光影響軽減部５０２または図５を用いて説明した青色光影響軽減部５０３の何れであっても良いが、以下では、図２を用いて説明した青色光影響軽減部５０１を前提として説明する。

実施の形態５の投射型プロジェクタにおいては、総和算出器１〜３は、投射映像１フレームをＮ分割した場合のある領域を構成する複数の画素における赤色信号、緑色信号、青色信号の総和ΣＲｐ、ΣＧｐおよびΣＢｐをそれぞれ算出する。ここで添え字ｐは分割された領域の番号を示し、１からＮまでの整数で表される。

加算器４には、赤色信号総和ΣＲｐと緑色信号総和ΣＧｐとが入力され、第１加算値（ΣＲｐ＋ΣＧｐ）が算出される。

加算器５には、青色信号総和ΣＢｐと第１加算値（ΣＲｐ＋ΣＧｐ）とが入力され、第２加算値（ΣＲｐ＋ΣＧｐ＋ΣＢｐ）が算出される。この第２加算値（ΣＲｐ＋ΣＧｐ＋ΣＢｐ）は、１フレーム内のある領域ｐの画素における映像信号の総和を表している。

除算器６には、第１加算値（ΣＲｐ＋ΣＧｐ）と第２加算値（ΣＲｐ＋ΣＧｐ＋ΣＢｐ）とが入力され、第１加算値（ΣＲｐ＋ΣＧｐ）を第２加算値（ΣＲｐ＋ΣＧｐ＋ΣＢｐ）で除算した除算値｛（ΣＲｐ＋ΣＧｐ）／（ΣＲｐ＋ΣＧｐ＋ΣＢｐ）｝が算出される。

係数算出器７には除算値｛（ΣＲｐ＋ΣＧｐ）／（ΣＲｐ＋ΣＧｐ＋ΣＢｐ）｝が入力されて、規定値Ｃとの比較を行う。ここで、規定値Ｃは０を超える１までの数値であって、１フレームの映像に青色光だけが多く含まれているか否かを判断する指標値となる。なお、規定値Ｃは、実施の形態１〜３における規定値Ｃとは異なる値であっても良い。

係数算出器７は、下記の数式（１１）を満足する場合、すなわち領域ｐ内の画素における映像信号の総和（ΣＲｐ＋ΣＧｐ＋ΣＢｐ）に対する青色信号総和ΣＢｐの比が規定値Ｃ以上である場合に、数値Ｋ１を係数Ｋとして出力する。

また、係数算出器７は、下記の数式（１２）を満足する場合、すなわち領域ｐ内の画素における映像信号の総和（ΣＲｐ＋ΣＧｐ＋ΣＢｐ）に対する青色信号総和ΣＢｐの比が規定値Ｃ未満である場合に、数値Ｋ２を係数Ｋとして出力する。

総和算出器１〜３、加算器４、５および除算器６は、上記処理を投射映像１フレームの領域１〜領域Ｎに対してＮ回繰り返すが、同一フレーム内の領域で１つでも係数ＫがＫ１となれば、係数算出器７はＫ１の値をＫとして保持し、出力する。なお、処理が次のフレームに切り替わったら、係数算出器７は係数Ｋの値をリセットする。

ここで、図７には投射映像１フレームを水平方向４領域、垂直方向４領域の合計１６領域に分割した例を示している。図７において、水平方向第１列には、領域（１，１）、領域（２，１）、領域（３，１）、領域（４，１）が、水平方向第２列には、領域（１，２）、領域（２，２）、領域（３，２）、領域（４，２）が、水平方向第３列には、領域（１，３）、領域（２，３）、領域（３，３）、領域（４，３）が、水平方向第４列には、領域（１，４）、領域（２，４）、領域（３，４）、領域（４，４）が存在している。係数算出器７では、領域（１，１）から領域（４，４）まで、この順に上記数式（１１）および（１２）の判定を行う。

図７においては、領域（３，２）にのみ、青色光の割合だけが多い画素領域ＢＲを含んでいる例を示しており、領域（２，２）までは、式（１２）に該当する（青色光の割合が少ない）ので、係数算出器７に係数ＫとしてＫ２が保持されるが、領域（３，２）の処理結果として係数ＫとしてＫ１が保持され、以降、フレームの最終領域（４，４）での処理が終わるまでＫ１が保持されて、係数算出器７から出力されることとなる。

投射映像において、青色光が局所的に集中しているが、投射映像全体の中での青色光の割合としては十分小さい場合、実施の形態１〜３の青色光影響軽減部では、投射映像１フレームの全体について青色光の割合を判定するので、使用者の網膜への影響は低いと判断されるが、青色光だけが集中して投射されている箇所を注視した場合には、網膜への影響を受ける可能性がある。

これに対し、実施の形態５の投射型プロジェクタにおいては、投射映像１フレームをＮ個の領域に分割し、分割領域ごとに青色光の割合を判定するので、ある分割領域だけで青色光の割合が多い場合でも、投射映像の明るさを下げる制御を行うこととなるので、使用者の網膜を保護することが可能となる。

＜実施の形態６＞
以上説明した実施の形態１〜４においては、総和算出器１〜３は、赤色信号Ｒ、緑色信号Ｇおよび青色信号Ｂを受け、それぞれについて映像信号１フレーム分の全画素（液晶パネル３１の全画素）について各色信号の総和を算出する構成を採り、実施の形態５においては、投射映像１フレームをＮ分割した場合のある領域を構成する複数の全画素について各色信号の総和を算出する構成を採ったが、実施の形態６の投射型プロジェクタにおいては、総和を算出する対象を全画素とせず、所定の画素間隔で間引いた画素についての総和を算出することを特徴とする。

例えば、液晶パネル３１（図１）が、水平８００画素、垂直６００画素の合計４８００００画素で構成されている投射型プロジェクタにおいては、１フレームの期間内に総和算出器１〜３で各々４８００００回の加算を行う必要がある。このため、液晶パネルの画素数が増加するほど、単位時間当たりの演算量が増えることとなる。

これに対し、総和算出器１〜３に信号を入力する画素を、例えば水平方向と垂直方向共に５画素おきにすれば、総和算出器１〜３での加算は１６０×１２０＝１９２００回となり、２５分の１の演算量に減らすことが可能となる。

また、実施の形態５のように投射映像１フレームをＮ分割して、分割領域ごとに総和を算出する場合も同様であり、１つの領域において総和算出器１〜３に信号を入力する画素を例えば５画素おきに設定すれば良い。

１フレームの映像の全画素における赤色、緑色、青色の各色信号の総和を各々算出した総和値を用いれば、投射映像に現れる青色光の割合をより正確に算出することが可能となるが、１フレームの画素数が多くなると、演算量も多くなることから、実時間で処理しようとすれば、処理速度の速いプロセッサが必要となる。一方、ビデオ映像など自然画の多い映像であれば、隣接している画素の赤色、緑色、青色の色信号は近似していることが多いため、演算に用いる画素をある程度間引いても誤検出は少なく、演算量も減らすことが可能となる。ビデオ映像など自然画の多い映像では、高精細であるほど、色信号が近似している画素数が多くなるので、間引き間隔を大きくすることができ、演算量も大きく減らすことが可能となる。

この結果、青色光影響軽減部での演算処理のためのプロセッサに高速性は不要となり、装置コストを低減できることとなる。

＜実施の形態７＞
以上説明した実施の形態６においては、総和算出器１〜３では、赤色信号、緑色信号、青色信号を所定の画素間隔で間引いた画素について総和を算出する構成を採っていた。そのため、画素間隔をＭ画素間隔とすると、１画素目、（Ｍ＋１）画素目、（２Ｍ＋１）画素目、（３Ｍ＋１）画素目、・・・の画素について赤色信号、緑色信号、青色信号を用いることになる。この場合、全てのフレームにおいて総和を算出する対象となる画素は同じものとなる。

実施の形態７の投射型プロジェクタにおいては、総和を算出する対象となる画素をフレームごとに変えることを特徴とする。

すなわち、各フレームで最初に信号を取り込む（加算する）画素の位置を変えることで、フレームごとに総和を算出する対象となる画素を変えることができる。例えば、総和算出器１〜３に信号を取り込む画素を５画素おきとする場合、第１フレームでは１、６、１１、１６・・・番目の画素、第２フレームでは２、７、１２、１７・・・番目の画素、第３フレームでは３、８、１３、１８・・・番目の画素、第４フレームでは４、９、１４、１９・・・番目の画素、第５フレームでは５、１０、１５、２０・・・番目の画素、第６フレームでは１、６、１１、１６・・・番目の画素の色信号を加算対象とする。

パーソナルコンピュータからの映像信号など、静止画が多い場合には、間引いた特定の位置の画素だけで赤色、緑色、青色の色信号の総和を算出すると、青色光の割合を誤検出する可能性が高くなるが、フレームごとに画素の間引き位置を少しずつずらして総和を算出することで、静止画であっても青色光の割合を誤検出する可能性を低減することが可能となる。

なお、上記の例では、第６フレームでは再び第１フレームと同じ画素が加算対象となり、以後、５フレーム間隔で同じ画素が加算対象となる例を示したが、これに限定されるものではない。

＜実施の形態８＞
図８は、本発明に係る実施の形態８の投射型プロジェクタの青色光影響軽減部５０４の構成を示すブロック図であり、図２に示した青色光影響軽減部５０１と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、青色光影響軽減部５０４は、図１に示した映像信号処理部５０に含まれる構成である。

図８に示すように、青色光影響軽減部５０４は、総和算出器１、２、３および１７、加算器４および５、除算器６、係数算出器７Ａ、遅延器８、９および１０、乗算器１１、１２および１３、係数ＬＵＴ（ルックアップテーブル）１８（係数記憶器）を主たる構成として備えている。

青色光影響軽減部５０４は、表示デバイスに入力される前の赤色信号Ｒ、緑色信号Ｇおよび青色信号Ｂを、青色光による網膜への影響を軽減した処理済み赤色信号Ｒ’、処理済み緑色信号Ｇ’および処理済み青色信号Ｂ’に変換する部位である。変換の方法を図８を参照して説明する。

総和算出器１〜３は、赤色信号Ｒ、緑色信号Ｇおよび青色信号Ｂを受け、それぞれについて映像信号１フレーム分の全画素（液晶パネル３１の全画素）について赤色信号総和ΣＲ、緑色信号総和ΣＧおよび青色信号総和ΣＢを算出する。

加算器４には、赤色信号総和ΣＲと緑色信号総和ΣＧとが入力され、第１加算値（ΣＲ＋ΣＧ）が算出される。

加算器５には、青色信号総和ΣＢと第１加算値（ΣＲ＋ΣＧ）とが入力され、第２加算値（ΣＲ＋ΣＧ＋ΣＢ）が算出される。この第２加算値（ΣＲ＋ΣＧ＋ΣＢ）は、１フレームの映像信号の総和を表している。

除算器６には、第１加算値（ΣＲ＋ΣＧ）と第２加算値（ΣＲ＋ΣＧ＋ΣＢ）とが入力され、第１加算値（ΣＲ＋ΣＧ）を第２加算値（ΣＲ＋ΣＧ＋ΣＢ）で除算した除算値｛（ΣＲ＋ΣＧ）／（ΣＲ＋ΣＧ＋ΣＢ）｝が算出される。除算器６の出力は、総和算出器１７に与えられ、総和が算出される。

ここで、ｉ番目のフレームにおける除算器６の出力値を、｛（ΣＲｉ＋ΣＧｉ）／（ΣＲｉ＋ΣＧｉ＋ΣＢｉ）｝とすると、Ｆ番目のフレームまでの除算器６の出力値の総和Ｓｇは下記の数式（１３）で表される。

この総和算出器１７は、直前Ｆフレーム分の除算器６の出力値を動的に総和するものであるため、（Ｆ＋１）番目のフレームにおいて、総和Ｓｇは下記の数式（１４）で表される。

同様に、（Ｆ＋Ｘ）番目のフレームにおいて、総和Ｓｇは下記の数式（１５）で表される。

係数算出器７Ａには、上述した除算器６の出力値の総和Ｓｇが入力され、規定値Ｃとの比較を行い、比較結果に基づいて係数ＬＵＴ１８に記憶された係数Ｋを読み出して出力する。

係数ＬＵＴ１８には、０を超え１未満の特定の値から１まで段階的に大きくした係数Ｋを記憶させている。

例えば０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０の６個の係数Ｋを係数ＬＵＴ１８に記憶させた場合について説明する。総和算出器１７から得られる総和Ｓｇを係数算出器７Ａに入力して、規定値Ｃとの比較を行う。ここで、規定値Ｃは０を超えるＦまでの数値であって、複数のフレームの映像に青色光だけが多く含まれているか否かを判断する指標値となる。係数算出器７Ａは、下記の数式（１６）を満足する場合と、下記の数式（１７）を満足する場合とで、係数ＬＵＴ１８から読み出す係数を変える。

係数算出器７Ａにおいて、係数ＬＵＴ１８からの係数Ｋの初期設定値が例えば１．０の場合であって、上記数式（１６）を満足する場合、すなわち複数のフレームの映像信号の総和に対する、青色信号の総和の比が規定値Ｃ以上である場合は、係数算出器７Ａは初期設定値よりも１段階小さい値０．９を係数ＬＵＴ１８から読み出し、この０．９を係数Ｋとして出力する。なお、係数Ｋが１未満の場合は映像を暗くしてしまうため、初期設定値は１とする。

そして、次のフレームについての除算器６の出力値の総和を取った値においても数式（１６）を満足する場合、係数算出器７Ａは係数ＬＵＴ１８から、さらに１段階小さい値０．８を読み出して、係数Ｋとして出力する。このように、数式（１６）を満足し続ける限り、係数ＬＵＴ１８から読み出す値を１段階ずつ小さくし、最小値０．５に達したら以後は、数式（１６）を満足している限りはその値を係数Ｋとして維持する。

一方、あるフレームについての除算器６の出力値の総和を取った値において、数式（１７）を満足する場合、すなわち複数のフレームにおける映像信号の総和に対する青色信号の総和の比が規定値Ｃ未満である場合は、係数ＬＵＴ１８から読み出す値を１段階大きくする。例えば、最小値０．５が係数Ｋとして維持されている場合であるなら、その次の値０．６を読み出して、係数Ｋとして出力する。そして、数式（１７）を満足し続ける限り、係数ＬＵＴ１８から読み出す値を１段階ずつ大きくし、最大値１．０に達したら以後は、数式（１７）を満足している限りはその値を係数Ｋとして維持する。

なお、数式（６）で表された係数Ｋは、実施の形態８では係数ＬＵＴ１８に記憶させた値となるため、Ｋ＝０．５〜１．０となる。

例えば、次々に映像が切り替わる動画において、ある１つのフレームにおいて青色光の割合だけが多いと判断しただけで投射映像の明るさを下げた場合で、次のフレームにおいて青色光の割合が少なかった場合には、投射映像の明るさを戻すこととなる。このような処理を行うと、投射映像のちらつきとなって視認され、投射映像が不自然に見える可能性がある。

しかし、実施の形態８の投射型プロジェクタでは、複数のフレームについて除算器６の出力値を動的に総和を取ることで、投射映像に青色光の割合だけが多いフレームが続く場合には、明るさ徐々に下げ、逆に青色光の割合が少ないフレームが続く場合には、明るさを徐々に上げるという制御が可能となる。

なお、以上の説明においては、装置構成としては、図２を用いて説明した青色光影響軽減部５０１に総和算出器１７と係数ＬＵＴ１８を加えた青色光影響軽減部５０４（図８）を例示したが、図３を用いて説明した青色光影響軽減部５０２および図５を用いて説明した青色光影響軽減部５０３において総和算出器１７と係数ＬＵＴ１８を加えた構成としても良い。

なお、本実施の形態では、総和算出器１７での総和を取るフレーム数が多すぎると投射映像に遅延が生じる。このため、遅延が視認されないように、１０〜２０フレーム程度とすることが望ましい。

＜実施の形態９＞
図９は、本発明に係る実施の形態９の投射型プロジェクタの青色光影響軽減部５０５の構成を示すブロック図であり、図２に示した青色光影響軽減部５０１と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、青色光影響軽減部５０５は、図１に示した映像信号処理部５０に含まれる構成である。

図９に示すように、青色光影響軽減部５０５は、総和算出器１、２、３および１７、加算器４および５、除算器６、係数算出器７、遅延器８、９および１０、乗算器１１、１２および１３を主たる構成として備えている。

青色光影響軽減部５０５は、表示デバイスに入力される前の赤色信号Ｒ、緑色信号Ｇおよび青色信号Ｂを、青色光による網膜への影響を軽減した処理済み赤色信号Ｒ’、処理済み緑色信号Ｇ’および処理済み青色信号Ｂ’に変換する部位である。変換の方法を図９を参照して説明する。

総和算出器１〜３は、赤色信号Ｒ、緑色信号Ｇおよび青色信号Ｂを受け、それぞれについて映像信号１フレーム分の全画素（液晶パネル３１の全画素）について赤色信号総和ΣＲ、緑色信号総和ΣＧおよび青色信号総和ΣＢを算出する。

加算器４には、赤色信号総和ΣＲと緑色信号総和ΣＧとが入力され、第１加算値（ΣＲ＋ΣＧ）が算出される。

加算器５には、青色信号総和ΣＢと第１加算値（ΣＲ＋ΣＧ）とが入力され、第２加算値（ΣＲ＋ΣＧ＋ΣＢ）が算出される。この第２加算値（ΣＲ＋ΣＧ＋ΣＢ）は、１フレームの映像信号の総和を表している。

除算器６には、第１加算値（ΣＲ＋ΣＧ）と第２加算値（ΣＲ＋ΣＧ＋ΣＢ）とが入力され、第１加算値（ΣＲ＋ΣＧ）を第２加算値（ΣＲ＋ΣＧ＋ΣＢ）で除算した除算値｛（ΣＲ＋ΣＧ）／（ΣＲ＋ΣＧ＋ΣＢ）｝が算出される。除算器６の出力は、総和算出器１７に与えられ、総和が算出される。

総和算出器１７には、映像信号識別信号Ｓｉが入力される構成となっている。映像信号識別信号Ｓｉは、青色光影響軽減部５０５で処理している映像信号が、パーソナルコンピュータからの映像信号であるか、ＤＶＤプレイヤー等のビデオ機器からの映像信号であるかを識別する信号である。例えば、パーソナルコンピュータからの映像信号が入力されている場合は映像信号識別信号Ｓｉとして「０」が与えられ、ビデオ機器からの映像信号である場合はＳｉとして「１」が与えられるものとする。なお、映像信号識別信号Ｓｉは、パーソナルコンピュータやＤＶＤレコーダ等のビデオ機器からの映像信号が入力される映像信号処理部５０（図１）が、映像信号に含まれる水平・垂直同期信号などに基づいて作成する。

そして、映像信号識別信号Ｓｉが「０」の場合は、総和算出器１７で総和Ｓｇを算出するフレーム数を少なくし、映像信号識別信号Ｓｉが「１」の場合は、総和算出器１７で総和Ｓｇを算出するフレーム数を多くする。

総和Ｓｇは、直前までのフレーム分の除算器６の出力値を、動的に総和したものであるため、総和を取るフレーム数が少ない場合は、少ないフレーム分の投射映像において、青色光の割合だけが多いかを判別することになり、投射映像の変化に対する追従性は早くなる。逆に、総和を取るフレーム数が多い場合は、多くのフレーム分の投射映像において、青色光の割合だけが多いかを判別することになり、投射映像の変化に対する追従性は遅くなる。

パーソナルコンピュータからの映像信号は、静止画が続いた後に、直前の映像から急激に切り替わるようなことが多い。その結果、投射映像の中の青色光の割合が急激に増えることが多いと予想されるため、追従の速さを優先した制御の方が好ましく、総和算出器１７で総和Ｓｇを算出するフレーム数を少なくする。

一方、ビデオ機器からの映像信号では、投射映像が急激に切り替わるようなことが少ない。その結果、投射映像の中の青色光の割合が急激に増えることも少ないと予想されるため、投射映像の自然な切り替わりを優先した制御の方が好ましく、総和算出器１７で総和Ｓｇを算出するフレーム数を多くする。

このような制御の切り替えにより、特に原色を多用するパーソナルコンピュータからの映像投射時には、使用者の網膜への影響を低減させると共に、ビデオ機器からの映像投射時には視聴時の不自然な明るさの切り替わり頻度を低減して、投射映像のちらつきを防止することが可能となる。

また、以上の説明においては、装置構成としては、図２を用いて説明した青色光影響軽減部５０１に総和算出器１７を加えた青色光影響軽減部５０５（図９）を例示したが、図３を用いて説明した青色光影響軽減部５０２および図５を用いて説明した青色光影響軽減部５０３において総和算出器１７を加え、映像信号識別信号Ｓｉによって総和を取るフレーム数を調整する構成および図８を用いて説明した青色光影響軽減部５０４において映像信号識別信号Ｓｉによって総和を取るフレーム数を調整する構成としても良い。

＜実施の形態１０＞
図１０は、本発明に係る実施の形態１０の投射型プロジェクタの青色光影響軽減部５０６の構成を示すブロック図であり、図２に示した青色光影響軽減部５０１と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、青色光影響軽減部５０６は、図１に示した映像信号処理部５０に含まれる構成である。

図１０に示すように、青色光影響軽減部５０６は、総和算出器１、２および３、加算器４および５、除算器６、係数算出器７Ｂ、遅延器８、９および１０、乗算器１１、１２および１３を主たる構成として備えている。

また、投射型プロジェクタに内蔵される測距器１９、ズームレンズ回転位置検出器２０および投射映像面積推定器２１を用いてズーム後の投射映像の面積に対応する数値Ｓ’を取得し、当該数値Ｓ’に基づいて係数算出器７Ｂで係数Ｋを設定する構成となっている。

測距器１９は、例えば赤外線、レーザ、超音波などを利用した距離を測定するセンサを備え、投射型プロジェクタとスクリーン９０（図１）までの距離を計測して、その距離に対応する数値ｄを投射映像面積推定器２１に入力する。

ズームレンズ回転位置検出器２０は、投射光学系４０（図１）に含まれるズームレンズの回転位置に対応する数値ｚを出力する。

ズームレンズを動かすことでスクリーン９０上の投射映像の大きさを変えることができるが、ズームレンズを動かす前と後の投射映像の対角の大きさの比（投射映像のズーム比）ｒは、ズームレンズの光学的な位置で決定される。そして、ズームレンズの光学的な位置は、ズームレンズの回転位置ｚで決定されることから、投射映像のズーム比ｒは下記の数式（１８）で示すような関数ｆで求まる。

上記関数ｆは、投射型プロジェクタの投射光学系４０によって、一意に決定されるものである。

また、投射映像の面積Ｓは、投射型プロジェクタとスクリーン９０までの距離ｄとズームレンズの光学的な位置（ズームレンズの回転位置ｚ）から決定されることから、下記の数式（１９）に示す関数ｇで求まる。

上記関数ｇは、投射型プロジェクタの投射光学系４０によって、一意に決定されるものである。

また、ズーム後の投射映像の面積は、ズーム前後の投射映像の対角の比（投射映像のズーム比）の２乗に比例することから、ズーム後の投射映像の面積をＳ’は、下記の数式（２０）で算出される。

投射映像面積推定器２１には、測距器１９から出力される投射型プロジェクタとスクリーン９０までの距離に対応する数値ｄと、ズームレンズ回転位置検出器２０から出力されるズームレンズの回転位置ｚとが入力され、投射型プロジェクタの投射光学系４０によって、一意に決定される関数ｆと関数ｇに基づく演算を行い、ズーム後の投射映像の面積に対応する数値Ｓ’を出力する。なお、ズーム前の投射映像の面積Ｓは、ズームレンズの回転位置を最小あるいは最大にした場合の値に固定しても良い。

ここで、投射映像の照度は投射映像の面積に比例して変わるため、投射型プロジェクタとスクリーン９０までの距離が大きくなったり、投射映像のズーム比が１より大きく（拡大）なったりして、投射映像の面積が大きくなれば、青色光により使用者の網膜に影響を与える可能性は小さくなる。逆に、投射型プロジェクタとスクリーン９０までの距離が小さくなったり、投射映像のズーム比が１より小さく（縮小）なったりして、投射映像の面積が小さくなれば、青色光により使用者の網膜に影響を与える可能性は大きくなる。

係数算出器７Ｂでは、ズーム後の投射映像の面積Ｓ’の大きさに応じて、０を超える１以下の数値範囲で可変の係数Ｋを出力する。例えば、ズーム後の投射映像の面積Ｓ’が、製品の仕様上、最小となる場合に係数Ｋを最小値にする。そして、ズーム後の投射映像の面積Ｓ’が、ある一定の大きさ（投射映像には青色光しかない場合においても安全と見なせる照度になる投射映像の面積）以上となる場合に係数Ｋを１（最大値）にする。

なお、最小値と最大値との間の係数Ｋは、ズーム後の投射映像の面積Ｓ’の大きさに比例（線形変換）させて決定しても良いし、最小値と最大値との間を非線形変換して決定しても良い。

投射型プロジェクタとスクリーン９０との距離が小さくて、投射映像が小さくなっている（投射映像が明るくなっている）場合には、投射映像内の青色光の割合が小さくても、使用者の網膜に与える影響が大きくなるが、上記のように設定された係数Ｋにより、投射映像の明るさを下げる制御を行うので、使用者の網膜を保護することが可能となる。

なお、以上の説明においては、投射映像面積推定器２１は、関数ｆと関数ｇに基づき演算を行うものとして説明したが、投射映像面積推定器２１に演算機能を持たせず、投射型プロジェクタとスクリーン９０までの距離ｄとズームレンズの回転位置ｚの２入力に対して、ズーム後の投射映像の面積Ｓ’を出力するルックアップテーブルを備えた構成であっても良い。

また、以上の説明においては、装置構成としては、図２を用いて説明した青色光影響軽減部５０１の係数算出器７を、測距器１９、ズームレンズ回転位置検出器２０および投射映像面積推定器２１を用いて得られたズーム後の投射映像の面積に対応する数値Ｓ’に基づいて可変の係数Ｋを設定する係数算出器７Ｂに置き換えた構成とした。しかし、これに限定されるものではなく、図３を用いて説明した青色光影響軽減部５０２、図５を用いて説明した青色光影響軽減部５０３、図９を用いて説明した青色光影響軽減部５０５における係数算出器７を係数算出器７Ｂに置き換え、また、図８を用いて説明した青色光影響軽減部５０４における係数算出器７Ａを係数算出器７Ｂに置き換え、測距器１７、ズームレンズ回転位置検出器２０および映像面積推定器２１を加えた構成としても良い。

＜実施の形態１１＞
図１１は、本発明に係る実施の形態１１の投射型プロジェクタの青色光影響軽減部５０７の構成を示すブロック図であり、図２に示した青色光影響軽減部５０１と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、青色光影響軽減部５０７は、図１に示した映像信号処理部５０に含まれる構成である。

図１１に示すように、青色光影響軽減部５０７は、総和算出器１、２および３、加算器４および５、除算器６、係数算出器７Ｃ、遅延器８、９および１０、乗算器１１、１２および１３を主たる構成として備えている。

また、投射型プロジェクタに内蔵される測光器２２で計測した照度に対応する数値Ｂに基づいて係数算出器７Ｃで係数Ｋを設定する構成となっている。

測光器２２は、例えば照度計のような光量を計測するセンサを備えており、投射型プロジェクタの周囲の照度を計測し、照度に対応する数値Ｂを出力して係数算出器７Ｃに入力する。

係数算出器７Ｃでは、照度Ｂの大きさに応じて、０を超える１以下の数値範囲で可変の係数Ｋを出力する。

例えば、照度Ｂがある一定の値（投射型プロジェクタの周辺が十分明るいと見なせる照度）以上となる場合、係数Ｋを１（最大値）にする。また、照度Ｂがある一定の値（投射型プロジェクタの周辺が十分に暗いと見なせる照度）以下となる場合、係数Ｋを最小値にする。なお、最小値と最大値との間の係数Ｋは、値は照度Ｂの大きさに比例（線形変換）させて決定しても良いし、最小値と最大値との間を非線形変換して決定しても良い。

暗い場所で投射型プロジェクタを使用する場合、使用者は瞳孔が開いた状態で投射映像を見る可能性が高くなり、投射映像内の青色光の割合が比較的小さくても、使用者の網膜に与える影響が大きくなる。逆に、明るい場所で投射型プロジェクタを使用する場合、使用者の瞳孔はあまり開かないので、投射映像内の青色光の割合が比較的大きくなっても、使用者の網膜に与える影響は小さくなる。

上記のように設定された係数Ｋにより、投射型プロジェクタ周囲が明るい場合には、投射映像の明るさを上げ、投射型プロジェクタ周囲が暗い場合には、投射映像の明るさを下げるように制御を行うことで、使用者の網膜を保護することが可能となる。

また、以上の説明においては、装置構成としては、図２を用いて説明した青色光影響軽減部５０１の係数算出器７を、測光器２２を用いて得られた照度に対応する数値Ｂに基づいて可変の係数Ｋを設定する係数算出器７Ｃに置き換えた構成とした。しかし、これに限定されるものではなく、図３を用いて説明した青色光影響軽減部５０２、図５を用いて説明した青色光影響軽減部５０３、図９を用いて説明した青色光影響軽減部５０５における係数算出器７を係数算出器７Ｃに置き換え、図８を用いて説明した青色光影響軽減部５０４における係数算出器７Ａを係数算出器７Ｃに置き換えた構成としても良い。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１〜３，１７ 総和算出器、４、５ 加算器、 ６除算器、７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ 係数算出器、８〜１０ 遅延器、１１〜１６ 乗算器、１８ 係数ＬＵＴ、１９ 測距器、２０ ズームレンズ回転位置検出器、２１ 投射映像面積推定器、２２ 測光器。

Claims (12)

1. 光源部で発生された光を変調する光変調部と、
   入力された映像信号を処理する映像信号処理部と、
   前記光変調部で変調された光を外部の投射対象に投射して投射映像を得る投射光学系とを備えた投射型プロジェクタであって、
   前記映像信号処理部は、青色光による網膜への影響を軽減する青色光影響軽減部を有し、
   前記青色光影響軽減部は、
   映像信号に含まれる青色信号の割合だけが多い場合には、前記青色信号、緑色信号および赤色信号の信号値を低減して、前記投射映像の明るさを全体的に下げる制御を行うことを特徴とする、投射型プロジェクタ。
2. 前記青色光影響軽減部は、
   １フレームの映像信号の個々の画素における前記赤色信号、前記緑色信号および前記青色信号の総和をそれぞれ算出する第１、第２および第３の総和算出器と
   前記第１の総和算出器および前記第２の総和算出器の出力値を加算する第１の加算器と、
   前記第１の加算器の出力値と前記第３の総和算出器の出力値とを加算する第２の加算器と、
   前記第１の加算器の出力値を前記第２の加算器の出力値で除算する除算器と、
   前記除算器の出力値が規定値未満の場合は第１の係数を、前記規定値以上の場合は前記第１の係数よりも大きな第２の係数を出力する係数算出器と、
   前記赤色信号、前記緑色信号および前記青色信号を、それぞれ所定期間だけ遅らせて赤色遅延信号、緑色遅延信号および青色遅延信号として出力する第１、第２および第３の遅延器と、
   前記赤色遅延信号、前記緑色遅延信号および前記青色遅延信号に、それぞれ前記第１または第２の係数を乗じる第１、第２および第３の乗算器と、を備える、請求項１記載の投射型プロジェクタ。
3. 前記青色光影響軽減部は、
   １フレームの映像信号の個々の画素における前記赤色信号、前記緑色信号および前記青色信号の総和をそれぞれ算出する第１、第２および第３の総和算出器と、
   前記第１、第２および第３の総和算出器の出力値に、光の３原色に対応した赤色光の波長の比視感度、緑色光の波長の比視感度および青色光の波長の比視感度を、それぞれ１から減じた値を係数として乗じる、第４、第５および第６の乗算器と、
   前記第４の乗算器および前記第５の乗算器の出力値を加算する第１の加算器と、
   前記第１の加算器の出力値と前記第６の乗算器の出力値とを加算する第２の加算器と、
   前記第１の加算器の出力値を前記第２の加算器の出力値で除算する除算器と、
   前記除算器の出力値が規定値未満の場合は第１の係数を、前記規定値以上の場合は前記第１の係数よりも大きな第２の係数を出力する係数算出器と、
   前記赤色信号、前記緑色信号および前記青色信号を、それぞれ所定期間だけ遅らせて赤色遅延信号、緑色遅延信号および青色遅延信号として出力する第１、第２および第３の遅延器と、
   前記赤色遅延信号、前記緑色遅延信号および前記青色遅延信号に、それぞれ前記第１または第２の係数を乗じる第１、第２および第３の乗算器と、を備える、請求項１記載の投射型プロジェクタ。
4. 前記青色光影響軽減部は、
   １フレームの映像信号の個々の画素における前記赤色信号、前記緑色信号および前記青色信号の総和をそれぞれ算出する第１、第２および第３の総和算出器と、
   前記第１、第２および第３の総和算出器の出力値に、光の３原色に対応した赤色光の波長の比視感度の逆数、緑色光の波長の比視感度の逆数および青色光の波長の比視感度に逆数を、それぞれ係数として乗じる、第４、第５および第６の乗算器と、
   前記第４の乗算器および前記第５の乗算器の出力値を加算する第１の加算器と、
   前記第１の加算器の出力値と前記第６の乗算器の出力値とを加算する第２の加算器と、
   前記第１の加算器の出力値を前記第２の加算器の出力値で除算する除算器と、
   前記除算器の出力値が規定値未満の場合は第１の係数を、前記規定値以上の場合は前記第１の係数よりも大きな第２の係数を出力する係数算出器と、
   前記赤色信号、前記緑色信号および前記青色信号を、それぞれ所定期間だけ遅らせて赤色遅延信号、緑色遅延信号および青色遅延信号として出力する第１、第２および第３の遅延器と、
   前記赤色遅延信号、前記緑色遅延信号および前記青色遅延信号に、それぞれ前記第１または第２の係数を乗じる第１、第２および第３の乗算器と、を備える、請求項１記載の投射型プロジェクタ。
5. 前記光源部は、
   一定の波長範囲を有する光を発生し、
   各色光の分光分布の波長範囲内の各波長における相対エネルギーに、それぞれの波長での比視感度を乗じ、その値が最大となる波長を代表波長として、前記赤色光の波長の比視感度、前記緑色光の波長の比視感度および前記青色光の波長の比視感度を決定する、請求項３または請求項４記載の投射型プロジェクタ。
6. 前記第１、第２および第３の総和算出器は、
   １フレームの前記投射映像を複数の領域に分割した場合の各領域を構成する個々の画素における前記赤色信号、前記緑色信号および前記青色信号の総和をそれぞれ領域ごとに算出し、
   前記係数算出器は、
   何れかの領域における前記除算器の出力値が前記規定値未満の場合は前記第１の係数を、前記規定値以上の場合は前記第２の係数を出力し、
   前記複数の領域のうち、何れか１つの領域でも前記第１の係数が出力される場合には、そのフレームの前記赤色遅延信号、前記緑色遅延信号および前記青色遅延信号に対しては、前記第１の係数を乗ずる、請求項２〜請求項５の何れか１項に記載の投射型プロジェクタ。
7. 前記第１、第２および第３の総和算出器は、
   前記１フレームの映像信号の前記個々の画素のうち所定の画素間隔で間引いた画素についての総和算出する、請求項２〜請求項６の何れか１項に記載の投射型プロジェクタ。
8. 前記第１、第２および第３の総和算出器は、
   前記１フレームの映像信号の前記個々の画素のうち、最初に信号を取り込む画素の位置をフレームごとに変えることで、総和を算出する対象となる画素をフレームごとに変える、請求項７記載の投射型プロジェクタ。
9. 前記除算器と前記係数算出器との間に設けられ、
   所定フレーム数について前記除算器の出力値の総和を取る第４の総和算出器と、
   ０を超え１未満の特定の値から１まで段階的に大きくした係数を記憶する係数記憶器とを備え、
   前記係数算出器は、
   前記第４の総和算出器の出力値が、前記規定値未満の場合は、現在の値より１段階小さい係数を前記係数記憶器から読み出して前記第１の係数とし、
   前記第４の総和算出器の出力値が、前記規定値以上の場合は、現在の値より１段階大きい係数を前記係数記憶器から読み出して前記第２の係数とする、請求項２〜請求項８の何れか１項に記載の投射型プロジェクタ。
10. 前記第４の総和算出器は、
    前記映像信号が、パーソナルコンピュータからの映像信号であるか、ビデオ機器からの映像信号であるかに基づいて前記所定フレーム数の個数を設定する、請求項９記載の投射型プロジェクタ。
11. 前記投射対象までの距離を測定する測距器と、
    前記投射光学系に含まれるズームレンズの回転位置を検出する回転位置検出器と、
    前記距離と前記ズームレンズの前記回転位置を入力とし、前記投射映像の推定面積を算出して出力する投射映像面積推定器とをさらに備え、
    前記係数算出器は、
    前記推定面積に基づいて前記第１の係数および前記第２の係数を可変して出力する、請求項２〜請求項１０の何れか１項に記載の投射型プロジェクタ。
12. 周囲の明るさを測定して、その照度を出力する測光器をさらに備え、
    前記係数算出器は、
    前記照度に基づいて前記第１の係数および前記第２の係数を可変して出力する、請求項２〜請求項１１の何れか１項に記載の投射型プロジェクタ。

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