JP5376751B2

JP5376751B2 - プロジェクタ

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Publication number: JP5376751B2
Application number: JP2005362350A
Authority: JP
Inventors: 裕紀下田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2025-12-15
Also published as: JP2007163988A

Description

本発明は、複数の光源部を点灯制御する制御部及び前記光源部からの光を画像データに応じて変調する空間光変調部を有するプロジェクタに関する。

プロジェクタは、コンピュータ等の画像供給装置から供給される画像信号に応じて光（投写光）を投写し、画像を表示する装置である。近年、プロジェクタの光源部に、固体発光素子を使用することが考えられている。プロジェクタは省スペースや携帯性を求められ、小型・軽量化の傾向にある。従来光源部として用いられる超高圧水銀ランプは、高輝度な光を供給できるものの大型で重い駆動回路を必要とするため、プロジェクタの小型・軽量化の妨げとなっている。固体発光素子は小型・軽量であって、かつ、固体発光素子を用いることにより照明光学系をより簡素にできる。

このため、光源部に固体発光素子を使用することにより、プロジェクタの小型・軽量化を特に促進できる。固体発光素子は、近年の開発により発光輝度が著しく向上しているうえ、長寿命かつ低消費電力でもあることから、プロジェクタの光源に適している。固体発光素子を用いたプロジェクタは例えば特許文献１に記載されている。

また、カラー液晶表示装置において用いられる固体発光素子を制御する技術が特許文献２に開示されている。特許文献２の液晶表示装置は、光の三原色の固体発光素子のうち１色が点灯されているときに、同時に他の２色のうち少なくとも１色の固体発光素子を色補正用に点灯する。
特開２００５−２５１６０号公報特開２００２−３７２９５３号公報

しかしながら、特許文献２に開示された技術は、固体発光素子製品自体のばらつき及び製品間の個体差を解消するために製造段階で補正を行うものであり、プロジェクタを使用するユーザが自由に各固体発光素子を調整できないという問題があった。特に、高画質画像を要求する専門家及びユーザは微妙な色彩の調整を必要としており、また経年変化により色の再調整も必要となる。

またカラーホイールを用いたプロジェクタは、低輝度領域のビット拡散ノイズを低減するためＮＤグリーンフィルタを使用しているが、このフィルタにより色のバランスが崩れるという問題があり、さらに表示画面に縦縞が生じる等の問題もあった。

さらに、プロジェクタを使用する室内が明るい場合または画像データが全体的に明るい場合は、黒等の輝度の低い色の再現性が十分でなく、反対に室内が暗い場合または画像データが全体的に明るい場合は、画面が白っぽくなるという問題もあった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、色度図に対応する画像データと共に、光源部の制御情報に対応する画像データを出力し、各光源部の制御情報の変更を受け付けさせることにより、ユーザが視覚的に光源部の設定を変更することが可能なプロジェクタを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、一の光源部を段階的に所定の発光強度に達するよう点灯または消灯することにより、低輝度領域のビット拡散ノイズを低減でき、さらにＮＤグリーンフィルタを用いる場合と比較して色のリニアリティーを改善することが可能なプロジェクタを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、周囲の明るさまたは画像データの平均輝度に応じて、光源部の発光強度または発光時間を増減させることにより、周囲環境に応じた画像を出力することが可能なプロジェクタを提供することにある。

本発明に係るプロジェクタは、複数の光源部を点灯制御する制御部、及び、前記光源部からの光を画像データに応じて変調する空間光変調部を有するプロジェクタにおいて、予め記憶された色度図に関する画像データを前記空間変調部へ出力する色度図出力手段と、前記制御部にて設定された複数の光源部の制御情報に関する前記色度図に対応する画像データを前記空間変調部へ出力する制御情報出力手段と、前記制御情報を変更するための情報を受け付ける受け付け手段と、受け付けた変更後の制御情報に基づき、前記光源部を点灯制御する変更制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係るプロジェクタは、前記制御情報出力手段は、各光源部の発光強度または発光時間を含む制御情報に対応させて前記色度図上の座標値を記憶したファイルと、前記制御部にて設定された各光源部の制御情報に対応する前記ファイルに記憶された色度図上の座標値を読み出す手段と、読み出した色度図上の座標値に対応する画像データを前記空間変調部へ出力する手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係るプロジェクタは、前記受け付け手段は、前記制御情報出力手段により出力された座標値に対する変更後の座標値を変更後の制御情報として受け付けるよう構成してあり、前記変更制御手段は、前記変更後の座標値に基づき、前記ファイルから変更後の制御情報を読み出し、読み出した変更後の制御情報に基づき、前記光源部を制御するよう構成してあることを特徴とする。

本発明に係るプロジェクタは、前記制御部は、一の光源部の点灯時に他の光源部を所定の発光強度で点灯するよう構成してあることを特徴とする。

本発明に係るプロジェクタは、前記制御部は、一の光源部の点灯時に他の光源部を所定時間点灯するよう構成してあることを特徴とする。

本発明に係るプロジェクタは、前記制御部は、一の光源部を段階的に所定の発光強度に達するよう点灯または消灯するよう構成してあることを特徴とする。

本発明に係るプロジェクタは、周囲の明るさを検出するセンサと、前記センサにより検出した明るさに基づき、前記制御部により光源部の発光強度または発光時間を増減させる手段とをさらに備えることを特徴とする。

本発明に係るプロジェクタは、画像データの平均輝度を算出する手段と、前記算出した平均輝度に基づき、前記制御部により光源部の発光強度または発光時間を増減させる手段とをさらに備えることを特徴とする。

本発明にあっては、予め記憶された色度図に関する画像データを空間変調部へ出力する。またこれに合わせて、光源部を点灯制御する制御部にて設定された複数の光源部の制御情報に関する色度図に対応する画像データを空間変調部へ出力する。これは、各光源部の発光強度または発光時間を含む制御情報に対応させて色度図上の座標値を記憶したファイルから、設定された各光源部の制御情報をもとに、色度図上の座標値を読み出して色度図上の座標値に対応する画像データを前記空間変調部へ出力することにより行われる。

そして、制御情報を変更するための情報を受け付け、受け付けた変更後の制御情報に基づき、光源部を点灯制御する。これは、出力された座標値に対する変更後の座標値を変更後の制御情報として受け付け、受け付けた変更後の座標値をもとにファイルから変更後の制御情報を読み出し、読み出した変更後の制御情報に基づき光源部を点灯制御する。光源部の制御は、例えば、一の光源部の点灯時に他の光源部を所定の発光強度で点灯または所定時間点灯させることにより行う。このように構成したのでユーザは色度図を参照しながら視覚的に希望する光源部の設定を行うことが可能となる。

また、本発明にあっては、制御部は一の光源部を段階的に所定の発光強度に達するよう点灯または消灯するので、フィルタを用いた場合と同じく低輝度領域のビット拡散ノイズを低減でき、しかもフィルタを用いないので、色のバランスが崩れることなくリニアリティーを改善することができる。

また、本発明にあっては、センサはプロジェクタ周囲の明るさを検出する。そして、センサにより検出した明るさに基づき、制御部により光源部の発光強度または発光時間を増減させる。また、画像データの平均輝度を算出し、この算出した平均輝度に基づき、制御部により光源部の発光強度または発光時間を増減させるので、よりコントラストの高い画像を出力できる。

本発明にあっては、色度図を出力すると共に各光源部の制御情報に対応する画像データをあわせて出力し、制御情報の変更を行うので、ユーザは視覚的に希望する色の調整を行うことが可能となる。

また、本発明にあっては、一の光源部を段階的に所定の発光強度に達するよう点灯または消灯するので、フィルタを用いた場合と同じく低輝度領域のビット拡散ノイズを低減でき、しかもフィルタを用いないので、色のバランスが崩れることなくリニアリティーを改善することができる。

また、本発明にあっては、センサにより検出した明るさに基づき、光源部の発光強度または発光時間を増減させる。また、画像データの平均輝度を算出し、この算出した平均輝度に基づき、光源部の発光強度または発光時間を増減させるので、よりコントラストの高い画像を出力できる等、本発明は優れた効果を奏する。

実施の形態１
以下本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は本発明に係るプロジェクタのハードウェア構成を示すブロック図、図２は制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。図１において１は本発明のプロジェクタであり、光源部２３，制御部２、センサ２４、平均輝度算出回路２５、空間光変調部（以下、ＤＭＤ：Digital Micromirror Device、登録商標）１１，ＤＭＤコントローラ１２，フィールドレンズ１３，スクリーン１５に光を投射する投射レンズ１４、分離信号入力部１７，復号信号入力部１８，３ＤＹＣ分離処理部１９及び入力切替部１６を含んで構成される。

プロジェクタ１の光源部２３は、固体発光素子である発光ダイオード素子（以下、ＬＥＤ: Light Emitting Diode)を複数有し、各ＬＥＤは、制御部２により制御される。光源部２３は、赤色光を供給する赤色ＬＥＤ２３Ｒと、緑色光を供給する緑色ＬＥＤ２３Ｇと、青色光を供給する青色ＬＥＤ２３Ｂとからなる。

光源部２３から供給される光は、フィールドレンズ１３を透過した後、ＤＭＤ１１に入射する。フィールドレンズ１３は、ＤＭＤ１１をテレセントリックに照明する機能、換言すると、照明光をできるだけ主光線に平行にしてＤＭＤ１１に入射させる機能を有する。ＤＭＤ１１としては、ティルトミラーデバイスを用いることができ、例えばテキサス・インスツルメンツ社のＤＭＤを用いる。ＤＭＤ１１は、光源部２３からの光を投写レンズ１４の方向に反射させる可動ミラー素子（図示せず）を有する。プロジェクタ１は、光源部２３の像を投写レンズ１４の入射瞳の位置に結像し、ＤＭＤ１１をケーラー照明する。ＤＭＤ１１は、ＤＭＤコントローラ１２の指示に従い、入射光を画像データに応じて変調する。ＤＭＤ１１で変調された光は、投写レンズ１４の方向へ射出される。投写レンズ１４は、ＤＭＤ１１から射出される光をスクリーン１５に投写する。

ＤＭＤ１１は、複数の可動ミラー素子を有し、各可動ミラー素子は、画像データに応じてＤＭＤコントローラ１１の指示に従い、第１の反射位置と第２の反射位置とに択一的に移動し、入射光を投写レンズ１４の方向（オン）又は投写レンズ１４以外の方向（オフ）に反射させる。投写レンズ１４の方向に進行する光は、スクリーン１５にて投写像を形成する。

光源部２３は、投写像の１フレーム間において、赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇ及び青色ＬＥＤ２３Ｂを順次点灯させてＤＭＤ１１を照明する。観察者は、光源部２３から順次照明され、ＤＭＤ１１により変調される赤色光、緑色光、青色光を積分して認識する。このため、スクリーン１５上にフルカラーの投写像が得られる。赤色光、緑色光、及び青色光を順次投写し、全体として白色の投写像を得るためには、緑色光の光束量を全体の光束量のうち６０〜８０％を要する。各色光用ＬＥＤの出力量、数量を同一とした場合、緑色光の光束量が不足することとなる。そこで、赤色光用、緑色光用、青色光用の各ＬＥＤを同数ずつ配列した場合には、緑色ＬＥＤ２３Ｇの点灯時間を赤色ＬＥＤ２３Ｒ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの点灯時間より長くする。緑色ＬＥＤ２３Ｇを赤色ＬＥＤ２３Ｒ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの数よりも多く配置する場合には、緑色ＬＥＤ２３Ｇの点灯時間を他の色光のＬＥＤの点灯時間と同一又は短くすることも可能である。これにより、自然なフルカラーの像を得られる。

画像データは、輝度信号及び色信号が分離されずに複合した複合信号が外部から入力される複合信号入力部１８、または、輝度信号及び色信号が分離した分離信号が外部から入力される分離信号入力部１７から入力される。複合信号入力部１８または分離信号入力部１７は、図示しない外部のチューナ、セットトップボックス、または映像記録装置等の外部装置に接続され、外部装置から画像データを入力される構成となっている。複合信号入力部１８には、画像データの３ＤＹＣ分離の処理を行う３ＤＹＣ分離処理部１９が接続されている。複合信号入力部１８は、外部から入力された複合信号を３ＤＹＣ分離処理部１９へ入力し、３ＤＹＣ分離処理部１９は、複合信号入力部１８から入力された複合信号に対して３ＤＹＣ分離の処理を行って、複合信号を輝度信号と色信号とに分離して入力切替部１６へ出力する。

３ＤＹＣ分離処理部１９及び分離信号入力部１７は入力切替部１６に接続されており、輝度信号と色信号とが分離された画像データを入力切替部１６へ入力する。入力切替部１６は、３ＤＹＣ分離処理部１９または分離信号入力部１７から入力された画像データを、入力に応じて切り替え、入力された画像データを平均輝度算出回路２５へ出力する。平均輝度算出回路２５は入力切替部１６から入力された１フレーム分の輝度信号の平均輝度を算出し、算出した平均輝度を制御部２へ出力する。また平均輝度算出回路２５は入力切替部１６から入力された輝度信号及び色信号をＤＭＤコントローラ１２へ出力する。

図２に示す制御部２は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)２１，ＲＡＭ(Random Access Memory)２２、並びに、赤色ＬＥＤ２３Ｒ，緑色ＬＥＤ２３Ｇ及び青色ＬＥＤ２３Ｂを駆動するＬＥＤドライバ２６Ｄを含んで構成される。ＣＰＵ２１は、バス２７を介して制御部２のハードウェア各部と接続されていて、それらを制御すると共に、ＲＡＭ２２に格納された制御プログラムに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。制御部２にはセンサ２４が接続されている。センサ２４はプロジェクタ１の図示しない筐体表面に周囲を臨ませて設けられており、プロジェクタ１の周囲環境の明度を検出し、検出した明度をＣＰＵ２１へ出力する。

プロジェクタ１の図示しない筐体表面には複数の入力ボタン等からなる入力部２６が設けられており、入力部２６から入力された情報は制御部２に受け付けられる。なお、入力部２６を赤外線受信部及び赤外線送信部を備えるリモートコントロールにより構成しても良い。ＲＡＭ２２には、赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの発光強度または発光時間を含む制御情報に対応させて色度図上の座標値を記憶した制御情報ファイル２２１、輝度または明度に対応させて、赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの制御情報を記憶した輝度ファイル２２３、色度図の画像データを記憶した色度図ファイル２２２、並びに、赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの発光強度または発光時間を含む現在の制御情報を記憶した設定ファイル２２４が記憶されている。

図３はスクリーン１５に表示される色度図及び光源部２３の制御情報を示す説明図である。図３に示すグラフはｘ軸及びｙ軸上に展開されたｘｙ色度図である。色度図は、赤色、緑色及び青色全ての光の強さを１とし、ｘ軸を赤色の割合、ｙ軸を緑の割合とし、残りの青色の相対比を赤色及び緑色の割合から規定し、座標空間中に各割合に応じた色を表現したものである。図３において、矩形状のＧは緑色の領域、Ｒは赤色の領域及びＢは青色の領域である。また点線で示す三角形は赤色ＬＥＤ２３Ｒの制御情報の初期設定に係る頂点座標１０Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇの制御情報の初期設定に係る頂点座標１０Ｇ、及び、青色ＬＥＤ２３Ｂの制御情報の初期設定に係る頂点座標１０Ｂを頂点とし、工場出荷時の各色の座標値を示している。

また実線で示す三角形は、ユーザにより変更された現在の赤色ＬＥＤ２３Ｒの制御情報に係る頂点座標２０Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇの制御情報に係る頂点座標２０Ｇ、及び、青色ＬＥＤ２３Ｂの制御情報に係る頂点座標２０Ｂを頂点としている。なお、図３においては頂点座標１０Ｂ及び頂点座標２０Ｂ、並びに、頂点座標１０Ｒ及び頂点座標２０Ｒが共に一致している状態を示している。系列ボックス３２には、点線及び実線の説明が表示される。ユーザは入力部２６から、矢印で示すカーソル３０を操作することにより、赤色ＬＥＤ２３Ｒの頂点座標２０Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇの頂点座標２０Ｇ，または青色ＬＥＤ２３Ｂの頂点座標２０Ｂをそれぞれ移動させることができる。本実施の形態においては、緑色ＬＥＤ２３Ｇの制御情報を変更する例を示す。緑色ＬＥＤ２３Ｇの変更を行う場合、図３に示すメニューボックス３１からユーザは「緑色調整」タブを選択する。メニューボックスには「緑色を調整します。カーソル３０で希望する座標を移動し決定ボタンを押して下さい。」と表示される。

これによりユーザは入力部２６から緑色ＬＥＤ２３Ｇの制御情報に係る頂点座標２０Ｇの座標を変更することが可能となる。同様に、ユーザは赤色ＬＥＤ２３Ｒの頂点座標２０Ｒを変更する場合は、メニューボックス３１内の赤色調整タブをクリックし、頂点座標２０Ｒ付近に表示される４方向の矢印からなるカーソル３０を閲覧しながら、頂点２０Ｇを移動させる。また、ユーザは青色ＬＥＤ２３Ｂの頂点座標２０Ｂを変更する場合は、メニューボックス３１内の青色調整タブをクリックし、頂点座標２０Ｂ付近に表示される矢印からなるカーソル３０を移動させる。ユーザが入力部２６から決定ボタンを操作した場合は、変更後の頂点座標２０Ｇの座標値に対応する制御情報に基づいて、赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇまたは青色ＬＥＤ２３Ｂの点灯制御が行われる。

図３に示す色度図及びその他の情報を制御部２により表示する手順について説明する。ユーザは赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇまたは青色ＬＥＤ２３Ｂの設定を行う場合、入力部２６を操作して色度図を含むメニュー画面を図３の如く表示させる。ＣＰＵ２１は入力部２６からの指示を受け付け、ＲＡＭ２２に記憶した色度図ファイル２２２から色度図の画像データを読み出す。この色度図に関する画像データには図３に示す、色度図、矩形領域Ｇ，Ｒ、Ｂ、頂点座標１０Ｒ、頂点座標１０Ｇ及び頂点座標１０Ｂにより規定される点線の三角形、４方向の矢印画像からなるカーソル３０，メニューボックス３１並びに系列ボックス３２が含まれる。

また、ＣＰＵ２１は設定ファイル２２４から現在の赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの制御情報を読み出し、制御情報ファイル２２１から、読み出した制御情報に対応する座標値を読み出し、座標値に対応する頂点座標２０Ｇ，２０Ｒ、２０Ｂ及びこれらにより規定される実線の三角形の画像データを生成し、上述した色度図の画像データに重ね合わせる画像処理を行う。ＣＰＵ２１はこの画像処理後の画像データを、ＤＭＤコントローラ１２を介してＤＭＤ１１へ出力する。その結果、図３に示す画面がスクリーン１５に表示される。

図４は制御情報ファイル２２１のレコードレイアウトを示す説明図である。制御情報ファイル２２１は赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの発光強度または発光時間を含む制御情報に対応させて、各座標値が記憶されている。制御情報ファイル２２１は、座標値フィールド、電流比赤色フィールド、電流比青色フィールド、デューティ比赤色フィールド及びデューティ比青色フィールドにより構成される。座標値フィールドには、図３に示す色度図上のｘ、ｙ軸上の座標値が記憶されている。

制御情報として電流比赤色フィールドには、赤色ＬＥＤ２３Ｒを初期設定の状態において点灯させる電流値を「１」とした場合の比率を記憶しており、「０．１」と記憶されている場合、赤色ＬＥＤ２３Ｒを初期設定の電流値に０．１を乗じた電流値で点灯させる。制御情報として電流比青色フィールドも電流比赤色フィールドと同じく、青色ＬＥＤ２３Ｂを初期設定の状態において点灯させる電流値を「１」とした場合の比率を記憶している。制御情報としてデューティ比赤色フィールドには、赤色ＬＥＤ２３Ｒを初期設定の状態において点灯させるパルス幅を「１」とした場合の比率を％で記憶しており、「１０％」と記憶されている場合は、１０％のパルス幅で赤色ＬＥＤ２３Ｒを点灯させる。同様に制御情報としてデューティ比青色フィールドには、青色ＬＥＤ２３Ｂを初期設定の状態において点灯させるパルス幅を「１」とした場合の比率を％で記憶している。

図４の例は、緑色ＬＥＤ２３Ｇの座標値に対して、発光強度または発光時間を含む制御情報、すなわち赤色ＬＥＤ２３Ｒ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの電流比、並びに、赤色ＬＥＤ２３Ｒ及び青色ＬＥＤ２３Ｂのデューティ比を記憶している。図４の例において緑色ＬＥＤ２３Ｇの座標値が(０．１８，０．７)の場合、図３に示す色度図において緑色ＬＥＤ２３Ｇは、頂点座標１０Ｇの初期位置にある。これに対応して、赤色ＬＥＤ２３Ｒ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの電流比は「０」、赤色ＬＥＤ２３Ｒ及び青色ＬＥＤ２３Ｂのデューティ比も「０」と記憶されている。

図５は赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの制御タイミングを示すチャート図である。図５（ａ）は赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇまたは青色ＬＥＤ２３Ｂを単独で点灯させる場合のチャート図であり、緑色ＬＥＤ２３Ｇは、頂点座標１０Ｇの初期位置にある。チャート図における横軸は時間であり、縦軸は電流値である。ＬＥＤのオン信号を受けて、ＬＥＤドライバ２６Ｄは緑色ＬＥＤ２３Ｇを点灯し、所定時間経過後緑色ＬＥＤ２３Ｇを消灯する。その後、赤色ＬＥＤ２３Ｒを点灯し、所定時間経過後赤色ＬＥＤ２３Ｒを消灯する。赤色ＬＥＤ２３Ｒの消灯後、青色ＬＥＤ２３Ｂを点灯し、所定時間経過後青色ＬＥＤ２３Ｂを消灯する。この動作をＬＥＤドライバ２６Ｄは繰り返し行う。図４の制御情報ファイル２２１に示すように、緑色ＬＥＤ２３Ｇが初期位置である頂点座標１０に位置する場合は、赤色ＬＥＤ２３Ｒ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの電流比、並びに、赤色ＬＥＤ２３Ｒ及び青色ＬＥＤ２３Ｂのデューティ比は「０」であるので、緑色ＬＥＤ２３Ｇの点灯時には、赤色ＬＥＤ２３Ｒ及び青色ＬＥＤ２３Ｂは点灯制御されていない。

これに対して、緑色ＬＥＤ２３Ｇの頂点座標２０Ｇが頂点座標１０Ｇから、ユーザの入力部２６からの指示により移動した場合、例えば頂点座標２０Ｇが、(０．１９，０．６５)へ移動した場合、図４の座標値に対応して赤色ＬＥＤ２３Ｒの電流比は「０．１」、青色ＬＥＤ２３Ｂの電流比は「０」となる。ＣＰＵ２１は座標値に対応する電流比を制御情報ファイル２２１から読み出し、ＬＥＤドライバ２６Ｄへ出力する。ＬＥＤドライバ２６Ｄはこれを受けて、緑色ＬＥＤ２３Ｇの点灯時に、赤色ＬＥＤ２３Ｒの通常点灯時の０．１倍の電流値でもって点灯を行う。青色ＬＥＤ２３Ｂの電流比は「０」であるので同時点灯は行わない。図５（ｂ）は赤色ＬＥＤ２３Ｒを緑色ＬＥＤ２３Ｇの点灯に合わせて点灯させる際のチャート図である。図５（ｂ）に示すように緑色ＬＥＤ２３Ｇの点灯に合わせて、赤色ＬＥＤ２３Ｒがこれよりも低い波高値で重畳的に同時点灯している点が理解できる。

ＬＥＤドライバ２６Ｄは緑色ＬＥＤ２３Ｇの点灯と同じタイミングで、赤色ＬＥＤ２３Ｒに通常点灯時の０．１倍の電流を流す。緑色ＬＥＤ２３Ｇの点灯時には赤色ＬＥＤ２３Ｒは同時に点灯するが、青色ＬＥＤ２３Ｂは、電流比が「０」であるので同時に点灯しない。緑色ＬＥＤ２３Ｇ及び波高値の低い赤色ＬＥＤ２３Ｒの消灯後、赤色ＬＥＤ２３Ｒ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの点灯・消灯が順次行われる。これにより、ユーザが希望する色をスクリーン１５へ表示することが可能となる。

ユーザが緑色ＬＥＤ２３Ｇの頂点座標２０Ｇをさらに移動させ、頂点座標２０Ｇが（０．２６，０．６）となった場合、ＣＰＵ２１は制御情報ファイル２２１から対応する赤色ＬＥＤ２３Ｒの電流比「０．２」及び青色ＬＥＤ２３Ｂの電流比「０．１」を読み出す。ＣＰＵ２１は読み出した電流比をＬＥＤドライバ２６Ｄへ出力し、ＬＥＤドライバ２６Ｄは、出力された電流比に基づき緑色ＬＥＤ２３Ｇの点灯時に、赤色ＬＥＤ２３Ｒを電流比「０．２」で、青色ＬＥＤ２３Ｂを電流比「０．１」で同時に全ての色を重畳させて点灯する。なお、発光強度として光源部２３へ流す電流の比をもって制御する例を示したが、印可する電圧の比によって同様に光源部２３を制御するようにしても良い。また、赤色ＬＥＤ２３Ｒが複数のＬＥＤから構成される場合は、発光強度を増減するために、発光させるＬＥＤ数を増減するようにしても良い。

図５においては波高値を増減させることにより赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇまたは青色ＬＥＤ２３Ｂを制御したが、ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)制御により発光時間としてデューティ比を増減させることによりこれらを制御しても良い。緑色ＬＥＤ２３Ｇの頂点座標２０Ｇが頂点座標１０Ｇから、ユーザの入力部２６からの指示により移動した場合、例えば頂点座標２０Ｇが、(０．１９，０．６５)へ移動した場合、図４の座標値に対応して赤色ＬＥＤ２３Ｒのデューティ比は「１０％」、青色ＬＥＤ２３Ｂのデューティ比は「０％」となる。ＣＰＵ２１は座標値に対応するデューティ比を制御情報ファイル２２１から読み出し、ＬＥＤドライバ２６Ｄへ出力する。ＬＥＤドライバ２６Ｄはこれを受けて、緑色ＬＥＤ２３Ｇの点灯時に、赤色ＬＥＤ２３Ｒの通常点灯時の１０％のデューティ比で点灯を行う。青色ＬＥＤ２３Ｂのデューティ比は「０％」であるので点灯は行わない。図６は赤色ＬＥＤ２３Ｒを緑色ＬＥＤ２３Ｇの点灯に合わせて点灯させる際のチャート図である。図６に示すように緑色ＬＥＤ２３Ｇの点灯に合わせて、赤色ＬＥＤ２３Ｒがこれよりも短いパルス幅で重畳的に同時点灯している点が理解できる。

ユーザが緑色ＬＥＤ２３Ｇの頂点座標２０Ｇをさらに移動させ、頂点座標２０Ｇが（０．２６，０．６）となった場合、ＣＰＵ２１は制御情報ファイル２２１から対応する赤色ＬＥＤ２３Ｒのデューティ比「２０％」及び青色ＬＥＤ２３Ｂの電流比「１０％」を読み出す。ＣＰＵ２１は読み出したデューティ比をＬＥＤドライバ２６Ｄへ出力し、ＬＥＤドライバ２６Ｄは、出力されたデューティ比に基づき緑色ＬＥＤ２３Ｇの点灯時に、赤色ＬＥＤ２３Ｒをデューティ比「２０％」で、青色ＬＥＤ２３Ｂをデューティ比「１０％」で同時に全ての色を重畳させて点灯する。

このようにして、ユーザは緑色ＬＥＤ２３Ｇの制御情報を、色度図を見ながら視覚的に変更することができ、同様に赤色ＬＥＤ２３Ｒ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの制御情報をも変更することができる。なお、本実施の形態においては、発光強度（電流比、電圧比、発光点灯数等）または発光時間（デューティ比等）をそれぞれ別に制御する処理について説明したが、発光強度と発光時間との２つを組み合わせて、赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇまたは青色ＬＥＤ２３Ｂを制御するようにしても良い。さらに本実施の形態においては説明のため色度図の座標値に対応する制御情報を記憶した制御情報ファイル２２１をＣＰＵ２１が参照することによる処理を説明したが、ＲＡＭ２２に記憶した数式を用いて、座標値に対する制御情報をＣＰＵ２１に演算させても良い。例えば、緑色の頂点座標２０Ｇと赤色の初期の頂点座標１０Ｒとの間の距離に応じて、赤色ＬＥＤ２３Ｒに対する制御情報を決定しても良い。この場合、緑色の頂点座標２０Ｇが赤色の頂点座標１０Ｒへ近づくに従い、漸近的に発光強度または発光時間が増加する数式を用いればよい。青色の頂点座標１０Ｂに関しても、緑色の頂点座標２０Ｇとの距離に応じて制御情報を変更する数式を用いればよい。

図７は色度図を出力する際の手順を示すフローチャートである。ユーザはプロジェクタ１の色調整を行う場合、入力部２６の図示しないメニューボタンを操作する。ＣＰＵ２１は入力部２６から入力されたメニューの表示要求を受け付ける（ステップＳ７１）。これに対応してＣＰＵ２１は、色度図ファイル２２２から図３に示す色度図の画像データを読み出す（ステップＳ７２）。この読み出す画像データには、座標軸を含む半楕円形状のカラーの色度図、初期設定の頂点座標１０Ｇ，１０Ｂ及び１０Ｒ、これらにより形成される点線の三角形、矩形状のＧ領域、Ｂ領域，Ｒ領域、系列ボックス３２、並びに、メニューボックス３１が含まれる。ＣＰＵ２１はこの読み出した色度図の画像データを、ＤＭＤコントローラ１２を経てＤＭＤ１１へ出力する（ステップＳ７３）。出力された色度図の画像データはスクリーン１５に表示される。なお、色度図以外の画像データが分離信号入力部１７または複合信号入力部１８から入力されている場合は、この画像データ上に色度図の画像データを重ね合わせた上で、ＤＭＤ１１へ重ね合わせた画像データが出力される。

ＣＰＵ２１は設定ファイル２２４から現在の赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの制御情報を読み出す（ステップＳ７４）。この制御情報としては一の色のＬＥＤの点灯時における他の２色のＬＥＤの発光強度または発光時間等の制御情報が記憶されている。ＣＰＵ２１は読み出した制御情報に対応する座標値を制御情報ファイル２２１から読み出す（ステップＳ７５）。例えば緑色の頂点座標２０Ｇを決定する場合、赤色ＬＥＤ２３Ｒの電流比及び青色ＬＥＤ２３Ｂの電流比を読み出し、ＣＰＵ２１はこれをアンド条件で備える緑色ＬＥＤ２３Ｇの座標値を制御情報ファイル２２１から読み出す。同様に赤色ＬＥＤ２３Ｒの頂点座標２０Ｒ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの頂点座標２０Ｂも決定することができる。なお、ユーザが入力部２６から操作することにより変更した頂点座標２０Ｇ，２０Ｒ及び２０Ｂの座標値を逐次設定ファイル２２４に記憶しておき、これを読み出すようにしても良い。

ＣＰＵ２１は読み出した座標値をもとに、対応する画像データをＤＭＤ１１へ出力する（ステップＳ７６）。これは、読み出した頂点座標２０Ｇ，２０Ｒ及び２０Ｂの各座標の点、並びに、各点により形成される実線の三角形の画像をＣＰＵ２１が生成してＤＭＤ１１へ出力する。これによりスクリーン１５にはステップＳ７３により出力された色度図の画像データに、実線の三角形及び頂点座標２０Ｇ，２０Ｒ及び２０Ｂの各座標の点の画像が現在の赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの制御情報としてスクリーン１５に表示される。

ユーザはメニューボックス３１を見ながら調整を希望する色のタブを選択する。ＣＰＵ２１はこの色の選択を入力部２６から受け付ける（ステップＳ７７）。ＣＰＵ２１は、受け付けた色の頂点座標付近に、ＲＡＭ２２に記憶された４方向の矢印からなるカーソル３０の画像データをＤＭＤ１１へ出力する（ステップＳ７８）。例えば、図３の例では緑色ＬＥＤ２３Ｇの制御情報の変更がユーザにより要求されているので、緑色の頂点座標２０Ｇ付近にカーソル３０が表示されるよう画像データをＣＰＵ２１は出力する。

図８は制御情報を変更する際の手順を示すフローチャートである。ユーザは特定の色のＬＥＤの制御情報を変更する場合、入力部２６からカーソル３０を見ながら頂点の座標を移動させる。ＣＰＵ２１は入力部２６から変更後の座標値を受け付け（ステップＳ８１）、受け付けた変更後の座標値を設定ファイル２２４に記憶する（ステップＳ８２）。かかる処理と共に、ＣＰＵ２１は、変更色の頂点座標、他の頂点座標からなる実線の三角形の画像データを生成してＤＭＤ１１へ出力する。ＣＰＵ２１は変更後の座標値をもとに、制御情報ファイル２２１を検索し、対応する他の色のＬＥＤの制御情報を読み出す（ステップＳ８３）。

ＣＰＵ２１は変更後の制御情報を設定ファイル２２４に、ステップＳ８２で記憶した座標値に対応付けて記憶する（ステップＳ８４）。ＣＰＵ２１は変更後の制御情報をＬＥＤドライバ２６Ｄへ出力する（ステップＳ８５）。ＬＥＤドライバ２６Ｄは変更後の制御情報に従い、各ＬＥＤを制御する（ステップＳ８６）。以上述べた処理を各色について行うことにより、ユーザは色度図を参照しながら、赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇまたは青色ＬＥＤ２３Ｂの制御情報を視覚的に変更することが可能となる。

続いて、センサ２４と制御部２との制御手順について説明する。センサ２４から検出された明度は、例えば８ビットの明度階調からなるデジタルデータとしてＣＰＵ２１へ出力される。ＣＰＵ２１は輝度ファイル２２３を参照し、出力された明度に基づき、赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの発光強度または発光時間を増減させる制御を行う。

図９は輝度ファイル２２３のレコードレイアウトを示す説明図である。輝度ファイル２２３は明度／輝度フィールド及び電圧比フィールドを含んで構成される。明度／輝度フィールドには、明度または輝度が２５６階調で記憶されており数値が低い程暗く、数値が高い程明るい。電圧比フィールドには、明度に対応付けて各ＬＥＤへ印加する電圧の比を記憶しており、電圧比「１．０」の場合、初期設定時の電圧が赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇ及び青色ＬＥＤ２３Ｂに印加される。

電圧比は明度または輝度が低くなるにつれて電圧比が小さくなるよう、換言すれば暗くなるに従い印加電圧が低くなるよう記憶されている。一方、電圧比は明度または輝度が高くなるにつれて電圧比が大きくなるよう、換言すれば明るくなるに従い印加電圧が高くなるよう記憶されている。ＣＰＵ２１は、センサ２４から出力される明度に対応する電圧比を輝度ファイル２２３から読み出し、電圧比の情報をＬＥＤドライバ２６Ｄへ出力する。ＬＥＤドライバ２６Ｄは初期設定において赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇまたは青色ＬＥＤ２３Ｂに印加する電圧に電圧比を乗じた電圧を印加する。なお、本実施の形態においては発光強度である電圧比を増減することとしたが、電流比または点灯させるＬＥＤの数を増減させても良い。さらに、発光時間をＰＷＭ制御により増減させるようにしても良い。

図１０は、センサ２４の出力に基づく光源部２３に対する制御手順を示すフローチャートである。センサ２４は周囲の明度を計測してＣＰＵ２１へ出力する（ステップＳ１０１）。ＣＰＵ２１は出力された明度をもとに、輝度ファイル２２３を検索し、明度に対応する電圧比を読み出す（ステップＳ１０２）。ＣＰＵ２１は読み出した電圧比をＬＥＤドライバ２６Ｄへ出力する（ステップＳ１０３）。ＬＥＤドライバ２６Ｄは出力された電圧比に基づき赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの各ＬＥＤを制御する（ステップＳ１０４）。

次に、平均輝度算出回路２５と制御部２との間の処理手順を説明する。平均輝度算出回路２５は入力切替部１６から出力される画像データの１フレーム全画素の平均輝度を算出する。算出された平均輝度は、例えば８ビットの輝度階調からなるデジタルデータとしてＣＰＵ２１へ出力される。なお、本実施の形態においては１フレームごとに平均輝度を算出しているが、数フレームの画像データの平均輝度を算出して出力するようにしても良い。ＣＰＵ２１は輝度ファイル２２３を参照し、出力された平均輝度に基づき、赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの発光強度または発光時間を増減させる制御を行う。かかる制御もセンサ２４から出力される明度に係る制御と同じく、平均輝度が高い場合、電圧比等の発光強度が増加するよう制御し、平均輝度が低い場合、電圧比等の発光強度を減少させるよう制御する。

図１１は、平均輝度算出回路２５の出力に基づく光源部２３に対する制御手順を示すフローチャートである。平均輝度算出回路２５は１フレームの画像データの平均輝度を算出する（ステップＳ１１１）。平均輝度算出回路２５は算出した平均輝度をＣＰＵ２１へ出力する（ステップＳ１１２）。ＣＰＵ２１は出力された平均輝度をもとに、輝度ファイル２２３を検索し、平均輝度に対応する電圧比を読み出す（ステップＳ１１３）。ＣＰＵ２１は読み出した電圧比をＬＥＤドライバ２６Ｄへ出力する（ステップＳ１１４）。ＬＥＤドライバ２６Ｄは出力された電圧比に基づき赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの各ＬＥＤを制御する（ステップＳ１１５）。これにより周囲の状況または画像データの明暗に応じて、コントラストが強調された画像を表示することが可能となる。

実施の形態２
図１２は実施の形態２にかかる赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの制御タイミングを示すチャート図である。カラーホイールに用いられるＮＤグリーンフィルタに代えて実施の形態２に係る発明は、緑色ＬＥＤ２３Ｇを段階的に所定の発光強度に達するよう点灯または消灯する。図１２に示すように通常ＬＥＤドライバ２６Ｄは、緑色ＬＥＤ２３Ｇを波高値Ｙで示す発光強度で点灯制御する。この制御に加えて、ＬＥＤドライバ２６Ｄは点灯時の波高立ち上がり時の所定時間、波高値Ｙ／２で緑色ＬＥＤ２３Ｇの点灯制御を行う。所定時間経過後は通常の波高値Ｙとなるよう制御する。このように構成することで、低輝度領域のビット拡散ノイズを低減でき、しかもフィルタを用いないので、色のバランスが崩れることなくリニアリティーを改善することができる。

図１２の例においては、波高値がＹ／２において所定時間点灯させる制御を行っているが、さらに段階的に、例えば波高値Ｙ／５において所定時間点灯させる制御を、波高値Ｙに至るまでに複数回行うようにしても良い。また本実施の形態においては緑色ＬＥＤ２３Ｇの点灯制御につき説明しているが、赤色ＬＥＤ２３Ｒ及び青色ＬＥＤ２３Ｂについても同様の制御を行っても良い。

図１３は実施の形態２にかかる他の赤色ＬＥＤ２３Ｒ、緑色ＬＥＤ２３Ｇ及び青色ＬＥＤ２３Ｂの制御タイミングを示すチャート図である。図１３に示すように緑色ＬＥＤ２３Ｇを波高値０に達するまでに段階的に消灯するようにしても良い。すなわちＬＥＤドライバ２６Ｄは、波高値Ｙにて緑色ＬＥＤ２３Ｇを点灯後、波高値０に達するまでに、波高値Ｙ／２で所定時間点灯させ、その後、緑色ＬＥＤ２３Ｇを消灯する。この場合も点灯時と同じく、段階的に消灯することで低輝度領域のビット拡散ノイズを低減することが可能となる。

なお、本実施の形態においては段階的に点灯または消灯する形態につき示したが、点灯時及び消灯時の双方において段階的に点灯及び消灯するようにしても良い。さらに、図１３に示すように、緑色ＬＥＤ２３Ｇの点灯時に実施の形態１で述べた赤色ＬＥＤ２３Ｒ及び青色ＬＥＤ２３Ｂを同時に点灯させる制御を行っても良い。

本実施の形態２は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。

本発明に係るプロジェクタのハードウェア構成を示すブロック図である。制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。スクリーンに表示される色度図及び光源部の制御情報を示す説明図である。制御情報ファイルのレコードレイアウトを示す説明図である。赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤの制御タイミングを示すチャート図である。赤色ＬＥＤを緑色ＬＥＤの点灯に合わせて点灯させる際のチャート図である。色度図を出力する際の手順を示すフローチャートである。制御情報を変更する際の手順を示すフローチャートである。輝度ファイルのレコードレイアウトを示す説明図である。センサの出力に基づく光源部に対する制御手順を示すフローチャートである。平均輝度算出回路の出力に基づく光源部に対する制御手順を示すフローチャートである。実施の形態２にかかる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤの制御タイミングを示すチャート図である。実施の形態２にかかる他の赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤの制御タイミングを示すチャート図である。

符号の説明

１プロジェクタ
２制御部
１１ＤＭＤ（空間光変調部）
１２ＤＭＤコントローラ
１３フィールドレンズ
１４投射レンズ
１５スクリーン
２１ＣＰＵ
２２ＲＡＭ
２３光源部
２３Ｒ赤色ＬＥＤ
２３Ｇ緑色ＬＥＤ
２３Ｂ青色ＬＥＤ
２４センサ
２５平均輝度算出回路
２６ＬＥＤドライバ

Claims

複数の光源部を点灯制御する制御部、及び、前記光源部からの光を画像データに応じて変調する空間光変調部を有するプロジェクタにおいて、
予め記憶された色度図に関する画像データを前記空間変調部へ出力する色度図出力手段と、
前記制御部にて設定された複数の光源部の制御情報に関する前記色度図に対応する画像データを前記空間変調部へ出力する制御情報出力手段と、
前記制御情報を変更するための情報を受け付ける受け付け手段と、
受け付けた変更後の制御情報に基づき、前記光源部を点灯制御する変更制御手段と
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
前記制御情報出力手段は、
各光源部の発光強度または発光時間を含む制御情報に対応させて前記色度図上の座標値を記憶したファイルと、
前記制御部にて設定された各光源部の制御情報に対応する前記ファイルに記憶された色度図上の座標値を読み出す手段と、
読み出した色度図上の座標値に対応する画像データを前記空間変調部へ出力する手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
前記受け付け手段は、前記制御情報出力手段により出力された座標値に対する変更後の座標値を変更後の制御情報として受け付けるよう構成してあり、
前記変更制御手段は、前記変更後の座標値に基づき、前記ファイルから変更後の制御情報を読み出し、読み出した変更後の制御情報に基づき、前記光源部を制御するよう構成してあることを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
前記制御部は、一の光源部の点灯時に他の光源部を所定の発光強度で点灯するよう構成してあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のプロジェクタ。
前記制御部は、一の光源部の点灯時に他の光源部を所定時間点灯するよう構成してあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のプロジェクタ。
前記制御部は、一の光源部を段階的に所定の発光強度に達するよう点灯または消灯するよう構成してあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載のプロジェクタ。
周囲の明るさを検出するセンサと、
前記センサにより検出した明るさに基づき、前記制御部により光源部の発光強度または発光時間を増減させる手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載のプロジェクタ。
画像データの平均輝度を算出する手段と、
前記算出した平均輝度に基づき、前記制御部により光源部の発光強度または発光時間を増減させる手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載のプロジェクタ。