JP5206943B2

JP5206943B2 - プロジェクタおよび画像表示方法

Info

Publication number: JP5206943B2
Application number: JP2008028768A
Authority: JP
Inventors: 崇南雲
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2008-02-08
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2028-02-08
Also published as: JP2009186889A

Description

本発明は、画像のアスペクト比と光変調器における画像形成領域のアスペクト比が異なることに起因する画像の焼き付きを防止するためのプロジェクタおよび画像表示方法に関する。

例えば、光変調器における画像形成領域のアスペクト比が１６：９で、画像のアスペクト比が４：３の場合、プロジェクタは、液晶パネル等における画像形成領域において、左右に黒の領域を有する画像を形成する。このような状態が長時間継続した場合、液晶の配列が固定化されてしまい、いわゆる液晶パネルの焼き付きが発生してしまう。このような問題を解決する手法として、黒の領域を別の画像に置換する手法が考えられる。しかし、この手法では、実際に投写される画像の黒の領域も別の画像に置換されてしまい、画像の観察者に不快感を与えてしまう。

例えば、特開２００６−２５９２８７号公報の画面焼き付き防止装置は、固定パターンを含む動画についての焼き付きを防止することを目的として、動画か静止画かを判定する判定処理部と、所定の回数または所定の時間連続して静止画と判定された場合に表示画面における映像の表示位置がシフトするように、フレームメモリから表示手段への映像データの読み出しと、スクリーンの投写画像をシフトするシフト手段を制御する移動制御部を含んで構成されている。
特開２００６−２５９２８７号公報

しかし、特開２００６−２５９２８７号公報の手法では、画像形成領域の全体を用いて画像が投写されている場合、画像をシフトさせることによって画像の一部が欠落してしまう可能性がある。

本発明の目的は、画像の投写位置を変更することなく、画像の焼き付きを適切に防止することが可能なプロジェクタおよび画像表示方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、画像信号に基づき、照明光を変調する光変調器と、前記光変調器に前記画像信号を供給する画像信号処理部と、投写レンズを移動させることによって画像の投写位置を調整するレンズシフト部と、前記レンズシフト部を制御する制御部と、を含み、前記画像信号処理部は、前記光変調器の画像形成領域に前記画像信号に対応する画像が形成されない非表示領域が生じる場合に、前記画像の形成位置が所定のタイミングで移動するように前記画像信号を調整し、前記制御部は、前記画像の形成位置に応じて前記レンズシフト部を制御することを特徴とする。

また、本発明に係る画像表示方法は、光変調器と、画像信号処理部と、レンズシフト部と、制御部とを含むプロジェクタによる画像表示方法であって、前記画像信号処理部は、前記光変調器の画像形成領域に画像信号に対応する画像が形成されない非表示領域が生じる場合に、前記画像の形成位置が移動するように前記画像信号を調整し、前記制御部は、前記画像の形成位置の移動に応じて前記レンズシフト部を制御することを特徴とする。

本発明によれば、プロジェクタは、光変調器の画像形成領域における画像の形成位置を移動させるととともに、当該移動と連動してレンズシフト部を制御することにより、画像の投写位置を変更することなく、非表示領域を更新することができる。これにより、プロジェクタは、光変調器の非表示領域が更新されない状態が長時間継続することを防止することができるため、画像の焼き付きを適切に防止することができる。

また、前記画像信号処理部は、前記画像を構成する画素と接する前記非表示領域の境界領域の少なくとも一部に当該画素と同一の画像信号値を有する重複画像を前記画像形成領域に形成する画像信号を前記光変調器に供給してもよい。

これによれば、プロジェクタは、境界領域に当該境界領域と接する画素と同一の画像信号値を有する重複画像を形成しておくことにより、表示対象の画像が境界領域に移動した場合であっても、ユーザに画像が移動したことを認識させにくくすることができる。

また、前記所定のタイミングは、前記画像信号の垂直同期信号と同期するタイミングであってもよい。

これによれば、プロジェクタは、画像の更新タイミングと画像の形成位置の移動タイミングが同期するため、ユーザに画像が移動したことを認識させにくくすることができる。

また、前記光変調器に対する入射光の入射側または出射側に設けられた遮光部材と、前記遮光部材を移動させる駆動部と、を含み、前記制御部は、前記画像信号処理部による前記画像の形成位置の移動と連動して前記遮光部材が移動するように前記駆動部を制御してもよい。

これによれば、プロジェクタは、遮光部材を用いる場合であっても、画像の移動と連動して遮光部材を移動させることにより、遮光効果を低下させることなく、画像の焼き付きを適切に防止することができる。

また、前記画像信号処理部は、前記非表示領域内の少なくとも一部の領域にリフレッシュ画像を形成する画像信号を前記光変調器に供給してもよい。

これによれば、プロジェクタは、非表示領域にリフレッシュ画像を形成することにより、非表示領域がリフレッシュされるため、画像の焼き付きを適切に防止することができる。

以下、本発明をプロジェクタに適用した実施例について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施例は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。また、以下の実施例に示す構成のすべてが、特許請求の範囲に記載された発明の解決手段として必須であるとは限らない。

（第１の実施例）
図１は、第１の実施例におけるプロジェクタ１００の機能ブロック図である。プロジェクタ１００は、ＰＣ(Personal Computer)等から画像信号等を入力する信号入力部１１０と、入力画像信号に対して画像処理（例えば、色、明るさ、画像の形状等の補正等）を実行し、画像処理後の画像信号を投写部１９０に供給する画像信号処理部１２０と、光源の一種であるランプ１３０と、種々の制御を行う制御部１６０と、投写部１９０を含んで構成されている。

また、投写部１９０は、投写レンズ１５０と、投写レンズ１５０の位置を移動させることによって投写画像の位置を移動させるレンズシフト部１７０と、画像信号処理部１２０からの画像信号に基づき、ランプ１３０からの照明光を変調して投写レンズ１５０に出射する光変調器１４０を含んで構成されている。また、光変調器１４０は、画像の形成領域を有する液晶パネル１４４と、液晶パネル１４４を駆動する駆動部１４２を含んで構成されている。

なお、これらの各部の機能は、例えば、以下のハードウェアを用いてプロジェクタ１００に実装されてもよい。例えば、信号入力部１１０としては画像信号入力端子等、画像信号処理部１２０としては画像処理回路等、駆動部１４２としては液晶駆動回路等、制御部１６０としてはＣＰＵ、ＲＡＭ等、レンズシフト部１７０としては電動レンズシフト機構等が用いられてもよい。

次に、これらの各部を用いた画像の投写手順について説明する。図２は、第１の実施例における画像信号の入力から画像の投写までの処理手順を示すフローチャートである。

プロジェクタ１００が起動した場合、制御部１６０は、ランプ１３０を発光させる。信号入力部１１０は、ＰＣ等から画像信号（例えば、ＲＧＢ信号、同期信号等）を入力する（ステップＳ１）。制御部１６０は、信号入力部１１０からの画像信号または画像信号処理部１２０からの情報に基づき、液晶パネル１４４の画像形成領域に非表示領域が発生するかどうかを判定する（ステップＳ２）。例えば、液晶パネル１４４の画像形成領域のアスペクト比が１６：９で、画像（表示領域ＡＢＣＤ）のアスペクト比が４：３の場合、画像形成領域の左右の端部に非表示領域が発生する。

なお、制御部１６０は、画像形成領域のアスペクト比を示すデータを内部のＲＡＭ等に記憶しておいてもよい。また、制御部１６０は、画像のアスペクト比を、画像信号から判別することが可能である。

非表示領域が発生する場合、制御部１６０は、液晶パネル１４４の画像が徐々に移動するように（例えば、１フレームの処理時間で１画素分移動等）画像の形成位置を決定し（ステップＳ３）、画像信号処理部１２０に伝達する。なお、画像の移動タイミングは、垂直同期信号と同期するタイミングであってもよい。

また、非表示領域が発生する場合、制御部１６０は、画像の形成位置に応じて投写レンズ１５０を移動するようにレンズシフト部１７０を制御し、レンズシフト部１７０は、当該制御に応じて投写レンズ１５０を移動する（ステップＳ４）。

図３は、第１の実施例における停止時の液晶パネル１４４、投写レンズ１５０、投写画像３００の位置関係を示す模式図である。また、図４は、第１の実施例における移動時の液晶パネル１４４、投写レンズ１５０、投写画像３００の位置関係を示す模式図である。

例えば、図３に示す状態では、液晶パネル１４４の画像形成領域の両端に斜線で示す非表示領域が発生している。画像信号処理部１２０は、信号入力部１１０からの画像信号に基づき、制御部１６０によって決定された画像形成位置に画像を形成するための画像信号を生成し、駆動部１４２は、当該画像信号に基づき、液晶パネル１４４を駆動して画像形成位置に画像を形成する（ステップＳ５）。例えば、投写光の出射側から見て左の方向に画像形成位置が変更された場合、駆動部１４２は、液晶パネル１４４における画像を左に移動させる。これにより、図４に示すように、液晶パネル１４４の非表示領域であった部分の一部が表示領域になる。

また、レンズシフト部１７０は、液晶パネル１４４における画像が左に移動した場合、制御部１６０の制御に応じて投写レンズ１５０を右（投写光の出射側から見て右）に移動させる。なお、画像が液晶パネル１４４の左端または右端まで移動した場合、制御部１６０は、液晶パネル１４４における画像を逆方向に移動させる。

投写部１９０は、液晶パネル１４４に形成された画像を、ランプ１３０からの光を用いて投写レンズ１５０を介して投写する（ステップＳ６）。

なお、液晶パネル１４４における画像の移動と投写レンズ１５０の移動が相殺されることにより、投写画像３００の投写位置は変化しない。また、非表示領域が発生しない場合はステップＳ３、Ｓ４の処理は実行されず、通常通りの画像の投写が行われる。

以上のように、本実施例によれば、プロジェクタ１００は、光変調器１４０の画像形成領域における画像を徐々に移動させるととともに、当該移動と連動して投写レンズ１５０も移動させることにより、画像の投写位置を変更することなく、非表示領域を更新することができる。

また、上述したように、プロジェクタ１００は、非表示領域が発生する場合に、液晶パネル１４４の画像形成領域の端部まで画像が移動した場合に逆方向に移動させることにより、画像形成領域全体が常に更新される。

これにより、プロジェクタ１００は、光変調器１４０の非表示領域が更新されない状態が長時間継続することを防止することができるため、画像の焼き付きを適切に防止することができる。

（第２の実施例）
第１の実施例では、単板式のプロジェクタ１００について説明したが、本発明の機能はＲＧＢそれぞれの液晶パネルで構成される３板式の液晶プロジェクタに実装されてもよい。また、液晶パネルの入射側に遮光部材の一種である可動式の遮光パネルが設けられてもよい。

図５は、第２の実施例におけるプロジェクタ１０１の機能ブロック図である。プロジェクタ１０１において、投写部１９１に含まれる光変調器１４１は、駆動部１４３と、３つの液晶パネル１４５と、遮光マスク１４６を含んで構成されている。また、駆動部１４３は、制御部１６１による制御に応じて液晶パネル１４４と遮光マスク１４６を駆動するように構成されている。なお、その他の構成は第１の実施例と同様であるため、説明を省略する。

図６は、第２の実施例におけるプロジェクタ１０１の概略平面断面図である。プロジェクタ１０１は、分離光学系２１０に含まれるダイクロイックミラー２１１、２１２でランプ１３０からの光をＲ光、Ｇ光、Ｂ光に分離する。また、ミラー２３０は、分離光学系２１０からのＲ光を液晶パネル１４５−１に入射し、ダイクロイックミラー２１２は、Ｇ光を液晶パネル１４５−２に入射し、ミラー２２１、２２２を有するリレー光学系２２０は、分離光学系２１０からのＧ光を液晶パネル１４５−３に入射する。

また、各液晶パネル１４５の入射側には、可動式の遮光マスク１４６−１〜１４６−３が設けられており、液晶パネル１４５への入射光の一部を遮断する。液晶パネル１４５からの出射光は、ダイクロイックプリズム２４０で合成され、レンズユニット２５０（投写レンズ１５０およびレンズシフト部１７０を含む。）に入射する。

図７は、第２の実施例における停止時の液晶パネル１４４、遮光マスク１４６、投写レンズ１５０、投写画像３０１の位置関係を示す模式図である。また、図８は、第２の実施例における移動時の液晶パネル１４４、遮光マスク１４６、投写レンズ１５０、投写画像３０１の位置関係を示す模式図である。

例えば、投写光の出射側から見て左の方向に画像形成位置が変更された場合、駆動部１４３は、画像信号処理部１２０からの画像信号に基づき、液晶パネル１４５における画像を左に移動させる。これにより、図８に示すように、液晶パネル１４４の非表示領域であった部分の一部が表示領域になる。

また、駆動部１４３は、制御部１６１による制御に応じて液晶パネル１４５における画像の移動と連動して遮光マスク１４６を移動させる。例えば、液晶パネル１４５における画像が左に移動した場合、遮光マスク１４６も左に移動する。

また、レンズシフト部１７０は、液晶パネル１４５における画像が左に移動した場合、制御部１６１の制御に応じて投写レンズ１５０を右（投写光の出射側から見て右）に移動させる。

なお、画像が液晶パネル１４５の左端または右端まで移動した場合、制御部１６１は、液晶パネル１４５における画像を逆方向に移動させる。また、例えば、液晶パネル１４５−２における画像と、液晶パネル１４５−１および液晶パネル１４５−３における画像が左右反対になる場合、制御部１６１は、液晶パネル１４５−２における画像および遮光マスク１４６−２を左に移動させる際に、液晶パネル１４５−１、１４５−３における画像および遮光マスク１４６−１、１４６−３を右に移動させる。

以上のように、本実施例によれば、プロジェクタ１０１は、遮光マスク１４６を用いる場合であっても、画像の移動と連動して遮光マスク１４６を移動させることにより、遮光効果を低下させることなく、画像の焼き付きを適切に防止することができる。

また、本実施例によれば、プロジェクタ１０１は、３つの液晶パネル１４５を用いる場合であっても、画像の焼き付きを適切に防止することができる。

（第３の実施例）
第２の実施例では、遮光マスク１４６は、光の入射側に設けられていたが、遮光マスクは、光の出射側に設けられてもよい。図９は、第３の実施例におけるプロジェクタ１０２の概略平面断面図である。３つの可動式の遮光マスク１４７−１〜１４７−３は、それぞれ液晶パネル１４５−１〜１４５−３の光の出射側に設けられている。その他の構成は第２の実施例と同様であるため、説明を省略する。

図９に示すように、遮光マスク１４７が、液晶パネル１４５からの光の出射側に設けられる場合であっても、プロジェクタ１０２は、画像の焼き付きを適切に防止することができる。

（第４の実施例）
また、プロジェクタは、液晶パネル１４４に形成される非表示領域の画像を調整してもよい。図１０は、第４の実施例における液晶パネル１４４での画像を示す模式図である。

例えば、表示領域ＡＢＣＤにおける辺ＡＤは、非表示領域と接している。画像信号処理部１２０は、表示領域と接する境界領域に当該境界領域と接する画素と同一の画像信号値を有する重複画像を形成する。また、液晶パネル１４４の駆動方式がいわゆるノーマリーホワイトである場合、駆動部１４２は、白１００％となる駆動電圧（例えば、コモン電圧等）で液晶パネル１４４における非表示領域の画素を駆動する。なお、液晶パネル１４４の入射側または出射側に遮光マスク１４６が設けられているものとする。

これにより、非表示領域において、境界領域に重複画像が形成され、境界領域以外の領域にリフレッシュ画像（ここでは、白の画像）が形成される。

以上のように、本実施例によれば、プロジェクタは、境界領域に当該境界領域と接する画素と同一の画像信号値を有する重複画像を形成しておくことにより、表示対象の画像が境界領域に移動した場合であっても、ユーザに画像が移動したことを認識させにくくすることができる上、境界線における白のラインの発生も防止することができるため、ユーザの違和感を低減することができる。

また、本実施例によれば、プロジェクタは、境界領域以外の非表示領域にもリフレッシュ画像を形成することにより、表示領域だけでなく、非表示領域も常に更新されるため、液晶パネル１４４の焼き付きを適切に防止することができる。

（その他の実施例）
なお、本発明の適用は上述した実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、液晶パネル１４４の画像形成領域のアスペクト比が４：３で、画像のアスペクト比が１６：９の場合、画像形成領域の上下部分に非表示領域が発生するが、このような場合にも本発明は有効である。

また、上述した第１〜第４の実施例の構成を適宜組み合わせてもよい。例えば、第１の実施例の構成と第２の実施例の構成を組み合わせることにより、単一の画像形成領域を有するプロジェクタで当該画像形成領域における画像の移動と遮光マスクの移動を連動させることが可能である。

また、リフレッシュ画像は、白の画像には限定されず、例えば、一定時間ごとに更新される任意の画像等であってもよい。また、遮光部材は、遮光マスクには限定されず、例えば、液晶シャッタ等であってもよい。

また、プロジェクタ１００〜１０２は前面投写型のものであってもよいし、背面投写型のものであってもよい。また、プロジェクタ１００〜１０２の機能を複数の装置（例えば、ＰＣとプロジェクタ等）に分散して実装してもよい。

第１の実施例におけるプロジェクタの機能ブロック図である。第１の実施例における画像信号の入力から画像の投写までの処理手順を示すフローチャートである。第１の実施例における停止時の液晶パネル、投写レンズ、投写画像の位置関係を示す模式図である。第１の実施例における移動時の液晶パネル、投写レンズ、投写画像の位置関係を示す模式図である。第２の実施例におけるプロジェクタの機能ブロック図である。第２の実施例におけるプロジェクタの概略平面断面図である。第２の実施例における停止時の液晶パネル、遮光マスク、投写レンズ、投写画像の位置関係を示す模式図である。第２の実施例における移動時の液晶パネル、遮光マスク、投写レンズ、投写画像の位置関係を示す模式図である。第３の実施例におけるプロジェクタの概略平面断面図である。第４の実施例における液晶パネルでの画像を示す模式図である。

符号の説明

１００〜１０２プロジェクタ、１１０信号入力部、１２０画像信号処理部、１３０ランプ、１４０光変調器、１４２、１４３駆動部、１４４、１４５液晶パネル、１４６、１４７遮光マスク（遮光部材）、１５０投写レンズ、１６０、１６１制御部、１７０レンズシフト部、１９０、１９１投写部、２１０分離光学系、２１１、２１２ダイクロイックミラー、２２０リレー光学系、２２１、２２２、２３０ミラー、２４０ダイクロイックプリズム、２５０レンズユニット、３００、３０１投写画像

Claims

画像信号に基づき、照明光を変調する光変調器と、
前記光変調器に前記画像信号を供給する画像信号処理部と、
投写レンズを移動させることによって画像の投写位置を調整するレンズシフト部と、
前記レンズシフト部を制御する制御部と、
前記光変調器に対する入射光の入射側または出射側に設けられた遮光部材と、
前記遮光部材を移動させる駆動部と、
を含み、
前記画像信号処理部は、前記光変調器の画像形成領域に前記画像信号に対応する画像が形成されない非表示領域が生じる場合に、前記画像の形成位置が所定のタイミングで移動するように前記画像信号を調整し、
前記制御部は、前記画像の形成位置に応じて前記レンズシフト部を制御するとともに、前記画像の形成位置の移動と連動して前記遮光部材が移動するように前記駆動部を制御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において、
前記画像信号処理部は、前記画像を構成する画素と接する前記非表示領域の境界領域の少なくとも一部に当該画素と同一の画像信号値を有する重複画像を前記画像形成領域に形成する画像信号を前記光変調器に供給することを特徴とするプロジェクタ。
請求項１、２のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記所定のタイミングは、前記画像信号の垂直同期信号と同期するタイミングであることを特徴とするプロジェクタ。
請求項１〜３のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記画像信号処理部は、前記非表示領域内の少なくとも一部の領域にリフレッシュ画像を形成する画像信号を前記光変調器に供給することを特徴とするプロジェクタ。
画像信号に基づき照明光を変調する光変調器と、前記光変調器に前記画像信号を供給す
る画像信号処理部と、投写レンズを移動させることによって画像の投写位置を調整するレンズシフト部と、前記レンズシフト部を制御する制御部と、前記光変調器に対する入射光の入射側または出射側に設けられた遮光部材と、前記遮光部材を移動させる駆動部とを含むプロジェクタによる画像表示方法であって、
前記画像信号処理部は、前記光変調器の画像形成領域に前記画像信号に対応する画像が形成されない非表示領域が生じる場合に、前記画像の形成位置が移動するように前記画像信号を調整し、
前記制御部は、前記画像の形成位置の移動に応じて前記レンズシフト部を制御するとともに、前記画像の形成位置の移動と連動して前記遮光部材が移動するように前記駆動部を制御することを特徴とする画像表示方法。