KR20120136332A - 발생하는 열의 영향을 고려한 광원을 구비한 투영장치 및 투영방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수색의 광을 각각 발광하는 복수의 발광소자와, 1프레임마다 복수색 성분의 화상의 광상을 형성하여 순차 투영하는 투영수단과, 상기 발광소자의 발열에 의거하는 휘도의 감소를 보정하도록 해당 발광소자에 공급하는 전력을 조정하는 전력제어수단을 구비하는 투영장치를 개시한다.

Description

발생하는 열의 영향을 고려한 광원을 구비한 투영장치 및 투영방법 {PROJECTION APPARATUS AND PROJECTION METHOD}

본 발명은 발광다이오드 등을 광원으로 한 프로젝터장치에 매우 적합한 투영장치 및 투영방법에 관한 것이다.

종래, 색 순차 방식 혹은 필드 시퀀셜 방식 등으로 호칭되는 복수색의 색 화상을 고속으로 전환하여 연속적으로 투영하는 방식에 의해 인간의 시각상에서 컬러화상으로서 인식 가능한 각종 프로젝터장치가 제품화되어 있다.

특히 LED를 광원으로 한 이런 종류의 프로젝터장치에서는, 일본국 특허 제 3781743호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 광량을 확보하기 위한 등의 목적에 의해, 광원이 되는 R(적색), G(녹색), B(청색)의 각 색 LED를 복수색 동시에 점등시키는 기술이 생각되고 있다.

도 7은 1화상프레임을 RGB의 각 색 화상을 투영하는 3개의 필드로 분할한 경우의, 적색LED(이하 「R-LED」)의 발광 휘도의 한 예이다. 도 7의 (1)은 투영광상을 형성하는 소자인 DMD(Digital　Micromirror　Device)(등록상표)를 이용한 RGB의 각 색 화상광의 투영타이밍(필드)을 나타내는 것이다.

도 7의 (2)는 상기 도 7의 (1)의 R, G, B의 각 필드에 있어서, R-LED에 흘리기 위해 설정되어 있는 전류값이다. 동일도면 (2)에 나타내는 바와 같이, R필드에서는 R-LED에 풀 레벨의 전류값이 흐른다. 그 한편으로, 계속되는 G필드에서는 R-LED에 상기 풀 레벨의 반값보다도 큰 레벨의 전류값이 흐르고 있는 것을 알 수 있다.

이에 대해, 실제로 광원인 R-LED로부터 출사되는 적색광의 광량을 도 7의 (3)에 나타낸다. 동일도면 (3)에 나타내는 바와 같이, R필드의 기간에서는 풀 레벨의 전류값이 흐르기 때문에 R-LED는 높게 발열한다. 그 영향으로 R-LED의 발광량이 점등 직후부터 급격하게 저하한다. 계속해서, R-LED의 발열은 서서히 포화하여 가기 때문에 R-LED의 발광량의 저하량도 완만하게 감소하여 간다.

그 후의 G필드에서는 R-LED에 흐르는 설정전류값이 풀 레벨로부터 대폭으로 저하하기 때문에 필드전환 직후는 발광량이 대폭으로 저하한다. 그 후, 설정전류값이 저하된 것에 의해 R-LED에서의 발열량이 감소함에 따라서 발광량은 서서히 상승한다.

계속해서 B필드에서는 R-LED의 설정전류값이 “0(제로)”이 되기 때문에 발광량도 “0”이 된다.

도시는 하지 않는데, 광원이 되는 다른 녹색(G)LED 및 청색(B)LED도 똑같이, 설정한 전류값에 의해서 발생하는 발열의 영향으로 실제의 발광량이 변동한다.

또, LED를 광원으로 하는 경우에 한정하지 않고, 예를 들면 반도체레이저를 광원으로 하는 경우에도, 상기와 같이 역시 발열의 영향에 의해서 설정한 전류값으로 구동해도 각 필드에서 발광량이 변화한다.

상기한 바와 같이 LED나 반도체레이저 등을 광원으로 하는 프로젝터장치에서는 미리 설정된 전력으로 광원을 구동해도, 광원의 발열의 영향에 의해 발광량이 변동하여 버린다. 그리고 그 결과로서 투영화상의 질을 저하시켜 버린다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 실정에 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 광원의 열변동에 의한 영향을 억제하고, 투영화상의 질을 높은 상태로 유지하는 것이 가능한 투영장치 및 투영방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 바람직한 형태의 하나는, 복수 색의 광을 각각 발광하는 복수의 발광소자와, 1 프레임마다 복수 색 성분의 화상의 광상을 형성하여 순차 투영하는 투영수단과, 상기 발광소자의 발열에 의거하는 휘도의 감소를 보정하도록 해당 발광소자에 공급하는 전력을 조정하는 전력제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 투영장치이다.

본 발명의 다른 실시예의 투영장치는, 복수 색의 광을 각각 발광하는 복수의 발광소자와, 1 프레임마다 복수 색 성분의 화상의 광상을 형성하여 순차 투영하는 투영수단과, 상기 발광소자의 발열에 의거하는 휘도의 감소를 보정하도록 해당 발광소자에 공급하는 전력을 조정하는 전력제어수단을 구비하며, 상기 투영수단은, 상기 발광소자를, 투영되는 광상의 색 성분에 대응한 색 성분의 광을 발광하는 동시에, 해당 대응한 색 성분의 광 이외의 색 성분의 광을 상기 대응하는 색 성분의 광의 휘도보다도 저휘도로 동시 발광하도록 점등 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일 실시예의 투영장치는, 복수 색의 광을 각각 발광하는 복수의 발광소자와, 1 프레임마다 복수 색 성분의 화상의 광상을 형성하여 순차 투영하는 투영수단과, 상기 발광소자의 발열에 의거하는 휘도의 감소를 보정하도록 해당 발광소자에 공급하는 전력을 조정하는 전력제어수단과, 상기 복수 색마다 상기 발광소자가 발광하는 광의 휘도 변동을 취득하는 취득수단을 구비하고, 상기 전력제어수단은 상기 취득수단에 의해서 취득된 휘도 변동에 의거하여 해당 휘도 변동을 감소시키도록 상기 복수 색마다 발광소자의 밝기를 조정하는 전력정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 투영방법은, 복수 색의 광을 각각 발광하는 복수의 발광소자와, 1 프레임마다 복수 색 성분의 화상의 광상을 형성하여 순차 투영하는 투영부를 구비한 투영장치의 투영방법에 있어서, 상기 발광소자의 발열에 의거하는 휘도의 감소를 보정하도록 해당 발광소자에 공급하는 전력을 조정하는 전력제어공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 광원의 열변동에 의한 영향을 억제하고, 투영화상의 질을 높은 상태로 유지하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 데이터 프로젝터장치의 기능회로의 개략구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 동 실시형태에 관련되는 전류값 조정 파형의 제어원리를 나타내는 도면이다.
도 3은 동 실시형태에 관련되는 전류값 파형 조정을 포함하는 투영동작의 처리내용을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 동 실시형태에 관련되는 전류값 조정 파형의 제어동작예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 데이터 프로젝터장치의 기능회로의 개략구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 동 실시형태에 관련되는 전류값 파형 조정을 포함하는 투영동작의 처리내용을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 일반적인 LED광원에 의한 구동전류값과 발광량의 관계를 나타내는 도면이다.

이하에, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 대해서 도면을 이용하여 설명한다. 단, 이하에 서술하는 실시형태에는 본 발명을 실시하기 위해 기술적으로 바람직한 여러 가지의 한정이 붙여져 있는데, 발명의 범위를 이하의 실시형태 및 도시예에 한정하는 것은 아니다.

(제 1 실시형태)　

이하 LED를 광원으로 한 데이터 프로젝터장치에 본 발명을 적용한 경우의 제 1 실시형태에 대하여 도면을 참조해서 설명한다.

도 1은 동 실시형태에 관련되는 데이터 프로젝터장치(10)가 구비하는 전자회로의 개략기능구성을 나타내는 블록도이다.　

입출력 커넥터부(11)는, 예를 들면 핀잭(RCA)타입의 비디오입력단자, D-sub15타입의 RGB입력단자 및 USB(Universal　Serial　Bus)커넥터 등이다.

입출력 커넥터부(11)로부터 입력되는 각종 규격의 화상신호는, 입출력 인터페이스(I/F, 12), 시스템 버스(SB)를 통하여 일반적으로 스케일러로도 불리는 화상변환부(13)에 입력된다. 화상변환부(13)는 입력된 화상신호를 투영에 적합한 소정 포맷의 화상신호로 통일하고, 적의(適宜) 표시용의 버퍼메모리인 비디오RAM(14)에 기억한 후에, 투영화상처리부(15)로 보낸다.

이때, OSD(On　Screen　Display)용의 각종 동작상태를 나타내는 심볼 등의 데이터도 필요에 따라서 비디오RAM(14)에서 화상신호에 중첩 가공된다. 그리고 가공 후의 화상신호가 투영화상처리부(15)로 보내진다.

투영화상처리부(15)는 보내져 온 화상신호에 따라서 소정의 포맷에 따른 프레임속도와 색 성분의 분할수 및 표시계조수를 곱셈한, 더욱 고속인 시분할구동에 의해 공간적 광변조소자(SOM)인 마이크로 미러소자(16)를 표시 구동한다.

이 마이크로 미러소자(16)는 어레이 형상으로 배열된 복수, 예를 들면 XGA(가로 1024×세로 768 도트)분의 미소미러의 각 경사각도를 개개에 고속으로 온/오프 동작하는 것으로 그 반사광에 의해 광상을 형성한다.

한편으로, 본 데이터 프로젝터장치(10)의 광원으로서 LED어레이(17)를 이용한다. 이 LED어레이(17)는 RGB의 각 색으로 발광하는 다수의 LED가 규칙적으로 혼재하도록 어레이 배치해서 구성된다.

LED어레이(17)에 의해 시분할로 발광되는 각 색 성분의 발광광은 내면 전체 면에 반사미러를 붙여 설치한 각뿔대 형상의 하우징(18)에 의해 집광되고, 인티그레이터(19)로 휘도분포가 균일한 광속(光束)으로 된 후에, 미러(20)로 전체 반사해서 상기 마이크로 미러소자(16)에 조사된다.

그리고 마이크로 미러소자(16)에서의 반사광으로 광상이 형성되고, 형성된 광상이 투영렌즈유닛(21)을 통하여 투영대상이 되는, 여기에서는 도시하지 않는 스크린에 투영 표시된다.

상기 LED어레이(17)는 R드라이버(22), G드라이버(23) 및 B드라이버(24)에 의해 각각 대응하는 색의 LED군이 구동제어됨으로써 RGB의 각 원색광을 시분할로 발광한다.

투영광처리부(25)는 전류제어부(25a)를 구비하고, 투영화상처리부(15)로부터 부여되는 화상데이터에 따라서 상기 R드라이버(22), G드라이버(23) 및 B드라이버 (24)에 의한 발광타이밍과 구동전류를 제어한다.

또한, 투영광처리부(25)는 상기 마이크로 미러소자(16)에서 형성되는 광상의 각 색의 밝기를 색마다 검출하는 조도센서(26R, 26G, 26B)로부터 각 검출신호를 수신한다. 상기 전류제어부(25a)는 상기 조도센서(26R, 26G, 26B)로 검출한 밝기에 의거하여 R드라이버(22), G드라이버(23) 및 B드라이버(24)에 공급하는 각 전류값과 그 파형을 제어한다.

상기 각 회로의 동작 전부를 CPU(27)가 제어한다. 이 CPU(27)는 메인메모리 (28) 및 프로그램메모리(29)와 접속된다. 메인메모리(28)는 DRAM으로 구성되고, 작업메모리로서 기능한다. 프로그램메모리(29)는 동작프로그램이나 각종 정형데이터, 후술하는 LED구동용의 복수의 전류파형정보 등을 기억한 전기적 개서 가능한 불휘발성 메모리로 구성된다. CPU(27)는 메인메모리(28) 및 프로그램메모리(29)를 이용하는 것으로 이 데이터 프로젝터장치(10) 내 전반의 제어동작을 실행한다.

상기 CPU(27)는 조작부(30)로부터의 키 조작신호에 따라 각종 투영동작을 실행한다. 이 조작부(30)는 데이터 프로젝터장치(10)의 본체에 설치되는 키 조작부와, 이 데이터 프로젝터장치(10) 전용의 도시하지 않는 리모트 컨트롤러로부터의 적외광을 수신하는 레이저수광부를 포함한다. 조작부(30)는 사용자가 직접 또는 리모트 컨트롤러를 통하여 조작한 키에 의거하는 키 조작신호를 CPU(27)에 직접 출력한다.

상기 CPU(27)는 또한 상기 시스템버스(SB)를 통하여 음성처리부(31) 및 무선LAN인터페이스(I/F, 32)와 접속된다.

음성처리부(31)는 PCM음원 등의 음원회로를 구비하고, 투영동작시에 부여되는 음성데이터를 아날로그화하며, 스피커부(33)를 구동하여 확성 방음시키고, 혹은 필요에 의해 비프(beep) 등을 발생시킨다.

무선LAN인터페이스(32)는 무선LAN안테나(34)를 통하여, 예를 들면 IEEE802.11b/g규격에 준해서 2.4[GHz]대의 전파로 퍼스널컴퓨터 등의 도시하지 않는 외부기기와의 데이터의 송수신을 실행한다.

다음으로, 상기 실시형태의 동작에 대해서 설명한다.　

우선, 도 2에 의해 본 실시형태에 있어서의 제어의 기본적인 개념에 대해서 설명하여 둔다.　

도 2는 1화상프레임을 RGB의 각 색 화상을 투영하는 3개의 필드로 분할한 경우의 LED어레이(17)의 일부를 구성하는 적색LED(이하 「R-LED」)의 발광휘도를 예시하고 있다. 도 2의 (1)은 마이크로미러소자(16)를 이용한 RGB의 각 색 화상광의 투영타이밍(필드)을 나타내는 것이다.

도 2의 (2)는 상기 R, G, B의 각 필드마다 R-LED에 흘리기 위해 설정되어 있는 기준의 전류값이다. 동일도면 (2)에 나타내는 바와 같이, R필드에서는 R-LED에 풀 레벨의 전류값이 흐른다. 그 한편으로, G필드에서는 R-LED에 풀 레벨의 반값보다도 큰 레벨의 전류값이 흐른다. 이와 같이, 통상이라면 R-LED를 점등시키지 않는 G필드 또는 B필드, 혹은 그 양쪽의 필드에 있어서, 풀 레벨보다 작은 전류값으로 R-LED를 점등시킨다. 이와 같이 R-LED를 구동함으로써, 더욱 높은 휘도를 얻는 동시에 임의의 색채의 조정을 가능하게 한다. 또, G-LED, B-LED에 관해서도 똑같은 점등 제어를 실행하는 것으로 한다.

이에 대해서, R드라이버(22)가 실제로 광원인 R-LED에 공급하는 전류값의 파형을 도 2의 (3)에 나타낸다. 동일도면 (3)에서는 R-LED에서의 발열에 의해 저하하는 광량을 미리 예측하고, 그 저하광량분을 상쇄 가능한 전류파형이 공급된다. 즉, 예를 들면 R필드에서는 상기 도 2의 (2)에서 나타내는 통상의 설정전류값에 덧붙여서 발열에 의한 저하광량분만큼 전류값을 증가시킨 전류파형(i1)이 R-LED에 공급되게 된다.　

계속되는 G필드에서도 통상의 전류값에 덧붙여서 발열에 의한 저하광량분만큼 전류값을 증가한 전류파형(i2)이 되기 위해 전류값을 제어한다.

또, 본 발명의 데이터 프로젝터장치(10)는, 예를 들면 상기 R-LED를 상기 R, G, B의 각 필드마다 전류값을 변화시켜서 연속 점등시키고 있다. 그로 인해, 실제로는 R, G, B 각 필드마다의 발열량은 자신의 필드보다 앞의 필드에서 발생한 발열의 영향을 계승하고 있다. 이 현상을 감안하여 상기 도 2의 (3)에서 나타낸 전류값 파형은 투영개시부터의 경과시간에 의거하여 서서히 보정값을 크게 하여 가는 것으로 해도 좋다. 이 경우, 예를 들면 필드 수에 따른 전류파형의 보정계수를 미리 기억해 두는 것을 생각할 수 있다. 이와 같이 하면, 자신의 필드보다 앞의 필드에서 발생하여 축적된 발열량의 영향을 감안해서 조정된 전류값 파형을 LED에 공급할 수 있다. 그 결과, 더욱더 적절한 휘도로 각 LED를 점등시킬 수 있다.

이들의 전류파형은, 예를 들면 미리 프로그램메모리(29)에 기억되어 있는 정형의 데이터이다. 이 데이터를 CPU(27)가 판독하고, 메인메모리(28)에 전개해서 기억시킨 후에, 투영광처리부(25)에 송출하여 전류제어부(25a)에 의해 상기 R드라이버(22)에 공급한다.

상기와 같은 파형의 전류값으로 R-LED를 구동한 결과, 해당 R-LED로부터 출사되는 실제의 적색광의 광량을 도 2의 (4)에 나타낸다. 이 동일도면 (4)에 나타내는 바와 같이, R, G, B의 각 필드기간에 있어서도 발열에 의한 영향을 상쇄하여 각 기간 중 일정한 광량을 유지할 수 있다.

이와 같이, LED의 발열에 의한 광량의 저하를 감안해서 그것을 상쇄하는 파형의 전류값으로 구동함으로써, 결과로서 각 필드기간에서 안정된 광량으로 LED를 발광 구동할 수 있다.

상기한 제어는 LED어레이(17)의 일부를 구성하는 R-LED뿐만 아니라, 당연하지만 G(녹색)-LED 및 B(청색)- LED에 있어서도 똑같이 실시한다.

덧붙여서, 상기 R, G, B 각 LED용의 각 전류값 파형은 후술하는 투영컬러모드에 따라서 다르다. 즉 프로그램메모리(29)에는 미리 복수의 투영컬러모드마다의 R, G, B 각각의 LED를 구동하기 위한 전류값 파형의 정보가 데이터화되어 기억되어 있다. 즉, 예를 들면 색채를 중시하는 「시어터 모드」나 휘도를 중시하는 「프레젠테이션 모드」 등의 투영컬러모드가 미리 선택 가능하게 준비될 경우에는, 프로그램메모리(29)에 기억되는 전류값 파형은 「시어터 모드」보다 「프레젠테이션 모드」의 쪽이 높은 휘도가 얻어지도록 조정되어 있다.

다음으로, 상기 LED어레이(17)를 구성하는 R, G, B의 각 LED군의 제어를 주로 한 데이터 프로젝터장치(10)의 투영동작에 대해서 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 데이터 프로젝터장치(10)의 전원이 온(ON)된 후에 CPU(27)가 프로그램메모리(29)에 기억되는 동작프로그램 등을 판독하고, 전개해서 메인메모리(28)에 기억시킨 다음에 실행하는 투영동작의 일부를 나타내는 것이다.

그 당초에는 입력화상의 투영을 실행하기 전에, 「시어터 모드」「프레젠테이션 모드」등 투영화상 전체의 색채와 휘도의 관계를 나타내는 각종 투영컬러모드명을 일람화상으로서 투영한다(스텝S101).

이 투영에 대해서, 투영한 모드의 어느 하나를 선택하는 조작이 조작부(30)를 통하여 이루어졌는지 아닌지를 판단하고(스텝S102), 조작되어 있지 않으면 재차 상기 스텝S101로 되돌아간다. 이렇게 해서 스텝S101, S102의 처리를 반복하고, 투영컬러모드의 일람투영을 실행하면서 그들 모드 중의 하나가 선택되는 것을 대기한다.

그리고 컬러모드의 하나가 선택되면, 그 조작을 상기 스텝S102에서 판단하며, 선택한 모드에 따른 R, G, B 각 색 LED용의 전류값 파형의 정보를 택일적으로 프로그램메모리(29)로부터 판독하여 전개하고(스텝S103), 메인메모리(28)에 기억시킨다. 그리고 이 전류값 파형의 정보를 R드라이버(22), G드라이버(23) 및 B드라이버(24)를 제어하기 위해 투영광처리부(25)의 전류제어부(25a)에 설정한다(스텝S104). 또한, 상기한 바와 같이, 이 전류값 파형의 정보는 투영개시시에 있어서의 LED의 발열에 기인하는 저하광량분을 상쇄하기 위해 미리 기억된 값이다.

이와 같이 전류값 파형을 설정 후, 전류제어부(25a)에 설정한 전류값 파형에 따라서 R드라이버(22), G드라이버(23) 및 B드라이버(24)에 의해 LED어레이(17)를 구동시킨다. 동시에, 입출력 커넥터부(11) 또는 무선LAN안테나(34)를 통하여 입력되는 화상신호의 투영동작을 개시한다(스텝S105).

여기에서, 본 데이터 프로젝터장치(10)의 연속된 투영동작을 실행할 경우, 상기한 바와 같이, LED광원의 각 필드마다에 있어서의 발열량은 그 이전 필드의 발열의 영향을 받고 있다. 즉, 투영개시부터 시간이 지남에 따라 시분할구동에 기인하는 냉각이 따라가지 못하고, 발열량은 서서히 축적되어 간다.

따라서, 스텝S104에서 LED의 발열에 의한 저하광량분을 상쇄하는 전류값 파형을 상기 R드라이버(22)에 설정하여 각 LED를 점등 제어했음에도 불구하고, 연속된 투영동작으로 각 필드에서 발생하는 발열량이 축적하여 가는 것에 기인해서 광량이 더욱더 감소하여 가는 것이 예상된다. 즉, 투영동작이 계속됨에 따라서 저하광량도 서서히 증가해 가기 때문에, 스텝S104에서 설정한 전류값 파형을 가지고도 해당 저하광량을 상쇄할 수 없게 될 우려가 있다.

이 문제를 해결하기 위해서는 상기한 바와 같이, 미리 투영경과시간에 대응한 설정전류 보정값을 기억해 두는 것을 생각할 수 있다. 그러나 발열량의 축적은 프로젝터의 사용환경, 사용빈도, 개체차 등에 따라서 크게 좌우되기 때문에 이 방법이 최적이라고는 말할 수 없는 우려가 있다.

그로 인해, 실제의 측정에 의거하여, 예를 들면 일정시간마다 상기 발열량의 축적에 기인하는 상기 광량의 새로운 감소도 상쇄 가능한 전류값 파형을 상기 전류제어부(25a)에 재설정할 필요가 있다.

그래서, 투영동작의 개시에 맞추어 CPU(27)가 메인메모리(28)에 설정하는 타이머에 의한 계시를 위한 카운트를 실행시킨다(스텝S106). 이 타이머는 상기와 같이 LED어레이(17)를 구성하는 R, G, B의 각 LED군에 발생하는 투영동작의 진행에 동반하는 열변동의 측정간격으로서 일정시간(T), 예를 들면 30[분]을 카운트하는 것이다. 상기 타이머의 카운트에 동반하여 카운트값이 일정값(T)으로 되었는지 아닌지를 판단한다(스텝S107).

여기에서 타이머의 카운트값이 일정값(T)에 이르고 있지 않은 경우에는 재차 상기 스텝S106으로부터의 처리로 되돌아간다. 이후, 투영동작을 실행하면서 상기 스텝S106, S107을 반복 실행하는 것으로 타이머의 카운트값이 일정값(T)으로 되는 것을 대기한다.

그리고 타이머의 카운트값이 일정값(T)으로 된 경우, 상기 스텝S107에서 그것을 판단하고, 그 시점에서의 LED어레이(17)를 구성하는 R, G, B의 각 LED군마다 조도센서(26R, 26G, 26B)로 그 조도를 측정한다(스텝S108).

이 조도측정에 대해서는 측정의 타이밍에 맞추어 마이크로미러소자(16)에서 형성하는 광상을 1프레임분 또는 2프레임분만 R, G, B의 각 광상 모두 전체 화소 풀 계조가 되도록 해도 좋다. 매초 60프레임 중의 1프레임분 또는 2프레임분만을 이와 같이 각 필드 모두 풀 계조로 투영했다고 해도 인간의 눈으로는 거의 지각할 수 없고, 투영화질이 저하해 버리는 사태에까지는 도달하지 않는다.

상기 측정한 조도의 결과, 투영광처리부(25)에서는 설정하고 있는 조도와의 사이에서 소정값 이상의 편차가 있는지 없는지를 R, G, B 각 LED군마다 판단한다(스텝S109).

여기에서 R, G, B 어느 것의 LED군 모두 양 조도 사이에 편차가 없다고 판단한 경우에는, 그대로 타이머의 카운트값을 제거한 후에(스텝S112), 재차 상기 스텝S106으로부터의 처리로 되돌아간다.

또 상기 스텝S109에서 측정한 결과 얻은 조도와 설정한 조도에서 소정값 이상의 편차가 있다고 판단한 경우에는, 그 편차를 고려해서 소망의 조도가 되는 전류값 조정 파형을 산출한다(스텝S110).

그 후, 산출한 전류값 조정 파형에 해당하는 정보를 프로그램메모리(29)로부터 판독하고, 투영광처리부(25)의 전류제어부(25a)에 재설정한다(스텝S111).

도 4는 상기 스텝S110, S111의 처리 전후의 화상 2프레임분의 기간에 걸치는 적색LED(이하 「R-LED」)의 발광휘도를 예시하고 있다. 도 4의 (1)은 마이크로미러소자(16)를 이용한 RGB의 각 색 화상광의 투영타이밍(필드)을 나타내는 것이다.

도 4의 (2)는 2프레임을 통해서 상기 R, G, B의 각 필드마다 R-LED에 흘리기 위해 설정되어 있는, 목표로 하는 광량을 얻기 위한 기준의 전류값이다. 동일도면 (2)에 나타내는 바와 같이, R필드에서는 R-LED에 풀 레벨의 전류값이 흐른다. 그 한편으로, G필드에서는 R-LED에 풀 레벨의 반값보다도 큰 레벨의 전류값이 흐른다.

이에 대해서, R드라이버(22)가 실제로 광원인 R-LED에 공급하는 전류값의 파형을 도 4의 (3)에 나타낸다. 동일도면 (3)의 제 1 프레임에서는 R-LED에서의 발열에 의한 저하광량을 미리 감안하여, 예를 들면 R필드에서는 상기 도 4의 (2)에서 나타낸 통상의 설정전류값에 덧붙여서 해당 저하광량분만큼 전류값을 증가시킨 파형(i1)이 된다. 계속되는 G필드에서도 통상의 전류값에 덧붙여서 저하광량분만큼 전류값을 증가한 파형(i2)이 되기 위해 전류값을 제어한다.

이 전류파형의 정보는 프로그램메모리(29)에 기억되어 있는 정형의 데이터를 CPU(27)가 판독하고, 메인메모리(28)에 전개해서 기억시킨 후에 투영광처리부(25)에 송출한다. 투영광처리부(25)의 전류제어부(25a)에서는 이 파형정보에 의거하여 상기 R드라이버(22)에서의 구동전류값을 제어한다.

또한, 실제로 상기 조도센서(26R)로 얻어지는 조도를 도 4의 (4)에 나타낸다. 동일도면 (4)의 제 1 프레임에서 측정된 조도를 보면, R필드에 있어서는 목표로 하는 광량이 얻어지고 있다. 그 한편으로, G필드는 목표로 하는 조도보다 ΔL1만큼 낮은 조도가 측정되고 있다. 이 현상은 상기 도 4의 (3)에서 나타내는 전류값 파형으로 점등했음에도 불구하고, 상기한 바와 같이 투영동작의 진행에 동반하는 LED의 발열량의 축적에 기인하고 있는 것이라고 생각할 수 있다.

이와 같은 경우는 상기 스텝S104에서 설정한 목표 조도와의 편차가 있다고 판단하고, 상기 스텝S110에서 ΔL1의 저하광량분을 재차 상쇄 가능한 전류값 조정 파형(i3)을 재산출한다.

그리고 다음의 상기 스텝S111에서, 전류값 조정 파형(i3)을 투영광처리부 (25)의 전류제어부(25a)에 재설정해서 R드라이버(22)를 제어시킨다. 그 결과, 제 2 프레임 이후에서는, 상기 G필드에서의 ΔL1분의 조도부족을 해소하여 목표로 하는 조도로 LED어레이(17)의 R-LED를 점등시키는 것이 가능하게 된다.

상기의 제어는 LED어레이(17)의 일부를 구성하는 R-LED뿐만 아니라, G-LED, B-LED에 관해서도 똑같이 실행된다.

상기 스텝S111의 처리 후, 스텝S112에서 타이머의 카운트값을 제거한 후에 재차 상기 스텝S106으로부터의 처리로 되돌아간다.

이와 같이, 상기(詳記)한 바와 같이 본 실시형태에 따르면, 광원이 되는 LED어레이(17)를 구성하는 R, G, B의 각 LED군의 열변동에 의한 영향을 억제하고, 투영렌즈유닛(21)으로부터 투영되는 화상의 질을 높은 상태로 유지하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 실시형태에서는 미리 프로그램메모리(29)에 광원인 LED어레이(17)에 대한 색 성분마다의 각 필드기간 내의 휘도변동을 상쇄하는 투영개시시에 있어서의 전류값 조정 파형의 정보를 기억시켜 둔다. 그리고 투영개시시에 있어서 그 전류값 조정 파형을 판독한 다음 투영광처리부(25)의 전류제어부(25a)에 설정하고, R드라이버(22), G드라이버(23) 및 B드라이버(24)를 통하여 LED어레이(17)를 제어시키는 것으로 했다.

또한, 투영동작의 진행에 따라서 정기적으로 조도센서(26R, 26G, 26B)에 의해 각 LED의 광량의 편차를 측정한다. 그리고 편차가 발생하고 있는 경우는 그 편차를 상쇄하도록 조정하는 전류값 조정 파형을 산출한다. 그리고 산출한 전류값 조정 파형을 투영광처리부(25)의 전류제어부(25a)에 재설정한다.

혹은, 상기 조도센서(26R, 26G, 26B)에 의해 측정된 각 LED의 광량의 편차에 대응한 전류값 조정 파형을 미리 프로그램메모리(29)에 기억시켜 둔다. 그리고 필요에 따라서 상기 편차에 대응한 전류값 조정 파형을 판독하여 투영광처리부(25)의 전류제어부(25a)에 설정하고, R드라이버(22), G드라이버(23) 및 B드라이버(24)를 통하여 LED어레이(17)를 제어시키는 구성으로 해도 좋다.

이와 같이 하는 것으로, LED어레이(17)를 구성하는 R, G, B의 각 LED군이 열변동에 의해 광량이 변화하기 쉬운 상황이라도, 용이 또한 극히 정밀하게 광량을 제어할 수 있다.

또, 프로그램메모리(29)에 미리 복수 패턴의 전류값 조정 파형의 정보를 기억하여 두고, 설정한 전류값 조정 파형에 의거하여 기대되는 조도와 실제로 측정한 조도의 편차에 따라서 적절한 전류값 조정 파형의 정보를 선택하여 판독하는 것으로, 번잡한 파형의 연산 등을 실행할 필요가 없고, 투영광처리부(25)에서의 제어를 더욱 간이화할 수 있다.

또 본 실시형태에서는 광원의 광량을 측정함에 있어서, 조도센서(26R, 26G, 26B)에 의해 마이크로미러소자(16)에 있어서의 광원으로부터의 조도를 측정하는 것으로 했다. 따라서, 마이크로미러소자(16)에서 형성되는 광상의 광량을 직접적으로 측정하게 되어 투영되는 화상의 질을 더욱 정확하게 제어할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 조도센서(26R, 26G, 26B)가 마이크로미러소자 (16)에 있어서의 광원으로부터의 조도를 측정하는 것으로서 설명했다. 그러나 본 발명은 이것에 한정하지 않고, 예를 들면 인티그레이터(19)의 출력부분에서의 광량을 측정하는 것으로 해도 좋다. 이렇게 하는 것으로, 마이크로미러소자(16)에서 R, G, B 모두 전체 화소 풀 계조가 되는 광상을 일시적으로 형성할 필요가 없고, 통상의 투영동작에 평행하여 시분할로 출사되는 RGB의 각 색 광의 광량의 측정을 실시할 수 있다.

(제 2 실시형태)　

이하 본 발명을 LED를 광원으로 한 데이터 프로젝터장치에 적용한 경우의 제 2 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

도 5는 동 실시형태에 관련되는 데이터 프로젝터장치(10´)가 구비하는 전자회로의 개략기능구성을 나타내는 블록도이며, 기본적으로는 상기 도 1에서 나타낸 내용과 똑같기 때문에 동일 부분에는 동일 부호를 이용하여 그 설명을 생략한다.

또한, 도 5에 있어서는 상기 도 1에 있어서의 조도센서(26R, 26G, 26B)는 없으며, 대신에 LED어레이(17)에 대해서 온도센서(41)를 배치 설치한다. 이 온도센서(41)는 LED어레이(17)의 온도를 측정하고, 그 측정결과의 온도를 상기 투영광처리부(25)에 출력한다.

다음으로, 상기 실시형태의 동작에 대해서 설명한다.　

또한, 프로그램메모리(29)에는 복수의 투영컬러모드마다의 R, G, B 각각의 LED를 구동하기 위한 전류값 파형의 정보가 미리 기억되어 있다.

도 6은 데이터 프로젝터장치(10´)의 전원이 온(ON) 된 후에 CPU(27)가 프로그램메모리(29)에 기억되는 동작프로그램 등을 판독하고, 전개해서 메인메모리(28)에 기억시키고 나서 실행하는 투영동작의 일부를 나타낸다.

그 당초에는 입력화상의 투영을 실행하기 전에, 예를 들면 「시어터 모드」, 「프레젠테이션 모드」 등 투영화상 전체의 색채와 휘도의 관계를 나타내는 각종 투영컬러모드명을 일람화상으로서 투영한다(스텝S201).

이 투영에 대해서 투영한 모드의 어느 하나를 선택하는 조작이 조작부(30)에 의해 이루어졌는지 아닌지를 판단한다(스텝S202). 해당 조작이 되어 있지 않으면 재차 상기 스텝S201로 되돌아간다. 이렇게 해서 스텝S201, S202의 처리를 반복하고, 투영컬러모드의 일람투영을 실행하면서, 그들 모드의 하나가 선택될 때까지 대기한다.

컬러모드의 하나가 선택되면, 그 선택조작을 상기 스텝S202에서 판단한다. 그리고 선택한 모드에 따른 R, G, B의 각 색 LED에 각각 대응한 전류값 파형의 정보를 택일적으로 프로그램메모리(29)로부터 판독하여 전개하고(스텝S203), 메인메모리(28)에 기억시킨다. 그리고 그 메인메모리(28)에 기억시킨 전류값 파형의 정보를 R드라이버(22), G드라이버(23) 및 B드라이버(24)를 제어하기 위해 투영광처리부(25)의 전류제어부(25a)에 설정한다(스텝S204).

해당 설정 후, 전류제어부(25a)에 설정한 전류값 파형에 따라서 R드라이버 (22), G드라이버(23) 및 B드라이버(24)에 의해 LED어레이(17)를 구동시킨다. 그것과 동시에, 입출력 커넥터부(11) 또는 무선LAN안테나(34)를 통하여 입력되는 화상신호의 투영동작을 개시한다(스텝S205).

이것과 맞추어서 CPU(27)가 메인메모리(28)에 설정하는 타이머에 의한 계시를 위한 카운트를 실행시킨다(스텝S206). 이 타이머는 LED어레이(17)를 구성하는 R, G, B의 각 LED군에 발생하는 열변동의 측정간격으로서 일정시간(T), 예를 들면 30[분]을 카운트한다. 상기 타이머의 카운트에 동반하여 카운트값이 일정값(T)으로 되었는지 아닌지를 판단한다(스텝S207).

여기에서 타이머의 카운트값이 일정값(T)에 이르고 있지 않은 경우는, 재차 상기 스텝S206으로부터의 처리로 되돌아간다. 이후, 투영동작을 실행하면서 상기 스텝S206, S207을 반복 실행하는 것으로, 타이머의 카운트값이 일정값(T)으로 되는 것을 대기한다.

그리고 타이머의 카운트값이 일정값(T)으로 된 경우는 상기 스텝S207에서 그것을 판단하고, 그 시점에서의 LED어레이(17)의 온도를 온도센서(41)에 의해 측정한다(스텝S208).

상기 측정된 온도가 투영광처리부(25)에서 미리 설정되어 있는 LED어레이 (17)의 적정과 기대되는 온도의 사이에서 편차가 있는지 없는지를 판단한다(스텝S209).

여기에서 양 온도 사이에 편차가 없다고 판단한 경우에는 그대로 타이머의 카운트값을 제거한 후에(스텝S212), 재차 상기 스텝S206으로부터의 처리로 되돌아간다.

또 상기 스텝S209에서 미리 설정된 적정과 기대되는 온도와, 실제로 측정된 측정온도에서 소정값 이상의 편차가 있다고 판단한 경우에는, 이어서 그 편차를 고려하여 LED어레이(17)를 구성하는 R, G, B의 각 LED군이 소망의 조도가 되는 전류값 조정 파형을 산출한다(스텝S210).

그 후, 산출한 전류값 조정 파형에 해당하는 정보를 프로그램메모리(29)로부터 판독하고, 투영광처리부(25)의 전류제어부(25a)에 재설정한다(스텝S211).　

이 전류값 조정 파형의 투영광처리부(25)의 전류제어부(25a)로의 재설정에 의해 LED어레이(17)에서의 열변동에 동반하는 조도의 저하를 해소하고, 설정대로의 조도로 LED어레이(17)의 R, G, B의 각 LED군을 점등시키는 것이 가능하게 된다.

상기 스텝S211의 처리 후, 스텝S212에서 타이머의 카운트값을 제거한 후에 재차 상기 스텝S206으로부터의 처리로 되돌아간다.

이와 같이, 본 제 2 실시형태는 온도센서(41)에 의해 LED어레이(17)의 온도를 측정하고, 미리 설정한 적정과 기대되는 온도의 편차에 의해서 LED어레이(17)를 구성하는 R, G, B의 각 LED군의 열변동에 동반하는 발광량의 저하를 추정한다.　

이에 따라, 광원의 발광량의 변화를 비교적 간이한 구성으로 간접적으로 측정하면서 투영되는 화상의 질을 높은 상태로 유지하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태는 R, G, B 3색의 각 LED군을 갖는 LED어레이를 광원으로 한 경우에 대해 설명했다. 그러나 본 발명은 이것에 한정하지 않고, 열변동 등에 의한 광량의 저하가 염려되는 다른 광원, 예를 들면 반도체레이저를 이용하는 것에 대해서도 똑같이 적용하는 것이 가능하다.

또, 상기의 실시형태에 있어서는, 각 색 필드에 있어서, 해당 필드에 대응한 색 이외의 다른 색 성분의 LED를 전류값을 저하시켜서 동시에 점등하는 구성으로 했다. 이와 같이 구성하면, 높은 광량으로 투영을 실행할 수 있다고 하는 장점이 있다. 그러나 그 한편으로, 각 색 LED소자는 투영동작 중은 전체 필드에서 계속 점등하게 되기 때문에 시분할구동에 의거하는 불점등기간에 의한 냉각효과는 저하한다. 그 결과, 각 색 LED소자는 필드 사이에 있어서 서로 강하게 발열의 영향을 서로 미치고, 투영동작의 경과시간에 동반하는 발열의 축적이 커져 간다.

상기의 실시형태는 이와 같은 상황이라도 적정한 휘도로 LED소자를 발광시킬 수 있는 실시형태로 되어 있다.

그 한편으로, 당연하지만 이 이외의 실시형태라도 본 발명의 효과는 발휘할 수 있다. 예를 들면 R, G, B 각 필드에 있어서, 각각 R, G, B-LED만을 점등시키는 통상의 점등방법을 채용한 경우에도 본 발명을 실시할 수 있다. 또, R, G, B 각 필드에 있어서 대응하는 색 이외의 색의 LED를 펄스 점등시키는 경우에 있어서도 본 발명을 실시할 수 있다.

또, 상기의 실시예에서는 LED의 구동제어를 전류값에 의해 실행하는 것으로 했는데, 이것에 한정하지 않고, 전압값을 제어함으로써 실행해도 좋다. 이 경우, 광원이 LED는 아니고, LD인 것도 하나의 실시형태로서 생각할 수 있다. 이와 같이 전류값이나 전압값을 조정하는 것으로, LED나 LD에 공급하는 전력량을 조정하고, 각 광원의 발광량을 컨트롤할 수 있다.

또, 본 발명은 이상의 실시예에 한정되는 것은 아니고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 자유롭게 변경, 개량이 가능하다.

여러 가지의 전형적인 실시형태를 나타내고 또한 설명해 왔는데, 본 발명은 그들의 실시형태에 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명의 범위는 다음의 청구범위에 의해서만 한정되는 것이다.

10, 10´: 데이터 프로젝터장치 11: 입출력 커넥터부
12: 입출력인터페이스(I/F) 13: 화상변환부(스케일러)
14: 비디오RAM 15: 투영화상처리부
16: 마이크로미러소자(SOM) 17: LED어레이
18: 하우징 19: 인티그레이터
20: 미러 21: 투영렌즈유닛
22: R드라이버 23: G드라이버
24: B드라이버 25: 투영광처리부
25a: 전류제어부 26R, 26G, 26B: 조도센서
27: CPU 28: 메인메모리
29: 프로그램메모리 30: 조작부
31: 음성처리부 32: 무선LAN인터페이스(I/F)
33: 스피커부 34: 무선LAN안테나
41: 온도센서 SB: 시스템 버스

Claims (13)

1. 복수 색의 광을 각각 발광하는 복수의 발광소자와,
   1 프레임마다 복수 색 성분의 화상의 광상을 형성하여 순차 투영하는 투영수단과,
   상기 발광소자의 발열에 의거하는 휘도의 감소를 보정하도록 해당 발광소자에 공급하는 전력을 조정하는 전력제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 투영장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 발광소자는 LED인 것을 특징으로 하는 투영장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 전력제어수단은 상기 LED에 공급하는 전류값을 조정하는 것을 특징으로 하는 투영장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 전력제어수단은 발열에 의거하는 발광소자의 휘도의 감소가 상쇄되도록 해당 발광소자에 공급하는 전력을 조정하는 것을 특징으로 하는 투영장치.
5. 복수 색의 광을 각각 발광하는 복수의 발광소자와,
   1 프레임마다 복수 색 성분의 화상의 광상을 형성하여 순차 투영하는 투영수단과,
   상기 발광소자의 발열에 의거하는 휘도의 감소를 보정하도록 해당 발광소자에 공급하는 전력을 조정하는 전력제어수단을 구비하며,
   상기 투영수단은, 상기 발광소자를, 투영되는 광상의 색 성분에 대응한 색 성분의 광을 발광하는 동시에, 해당 대응한 색 성분의 광 이외의 색 성분의 광을 상기 대응하는 색 성분의 광의 휘도보다도 저휘도로 동시 발광하도록 점등 제어하는 것을 특징으로 하는 투영장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 전력제어수단은,
   상기 투영수단에 의해 순차 투영되는 상기 광상의 색 성분이 전환될 때, 임의의 색 성분의 광을 발광하는 발광소자의 휘도가 해당 전환 전후에서 감소하는 경우에는, 해당 전환 전에 있어서는 휘도가 서서히 증가하도록 해당 발광소자에 공급하는 전력을 조정하고, 해당 전환 후에 있어서는 휘도가 서서히 감소하도록 해당 발광소자에 공급하는 전력을 조정하는 것을 특징으로 하는 투영장치.
7. 복수 색의 광을 각각 발광하는 복수의 발광소자와,
   1 프레임마다 복수 색 성분의 화상의 광상을 형성하여 순차 투영하는 투영수단과,
   상기 발광소자의 발열에 의거하는 휘도의 감소를 보정하도록 해당 발광소자에 공급하는 전력을 조정하는 전력제어수단과,
   상기 발광소자의 발열에 의한 휘도의 감소를 보정하는 전력정보를 미리 기억한 기억수단을 구비하고,
   상기 전력제어수단은 상기 기억수단에서 기억한 전력정보를 상기 발광소자에 공급하는 것에 의해 해당 발광소자의 휘도를 조정하는 것을 특징으로 하는 투영장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 복수 색마다 상기 발광소자가 발광하는 광의 휘도 변동을 측정하는 측정수단을 추가로 구비하고,
   상기 기억수단은 상기 복수 색마다 발광소자의 발광하는 광의 휘도 변동에 대응한 복수의 전력정보를 기억하며,
   상기 전력제어수단은 상기 측정수단에서 측정한 상기 휘도 변동에 의거하여 상기 기억수단으로부터 대응하는 전력정보를 판독하고, 판독한 전력정보를 상기 발광소자에 공급하여 해당 발광소자의 휘도를 조정하는 것을 특징으로 하는 투영장치.
9. 복수 색의 광을 각각 발광하는 복수의 발광소자와,
   1 프레임마다 복수 색 성분의 화상의 광상을 형성하여 순차 투영하는 투영수단과,
   상기 발광소자의 발열에 의거하는 휘도의 감소를 보정하도록 해당 발광소자에 공급하는 전력을 조정하는 전력제어수단과,
   상기 복수 색마다 상기 발광소자가 발광하는 광의 휘도 변동을 취득하는 취득수단을 구비하고,
   상기 전력제어수단은 상기 취득수단에 의해서 취득된 휘도 변동에 의거하여 해당 휘도 변동을 감소시키도록 상기 복수 색마다 발광소자의 밝기를 조정하는 전력정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 투영장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 취득수단은 상기 투영수단에 있어서의 상기 발광소자의 조도를 측정함으로써 상기 발광소자의 휘도 변동을 취득하는 것을 특징으로 하는 투영장치.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 취득수단은 상기 발광소자의 온도를 측정함으로써 상기 발광소자의 휘도변동을 취득하는 것을 특징으로 하는 투영장치.
12. 제 9 항에 있어서,
    상기 취득수단은 소정시간마다 휘도 변동을 취득하고,
    상기 전력제어수단은 상기 휘도변동이 취득될 때마다 상기 발광소자에 공급하는 상기 전력정보를 산출하며,
    상기 투영수단은 해당 산출된 상기 전력정보에 의거하여 상기 발광소자를 점등시키는 것을 특징으로 하는 투영장치.
13. 복수 색의 광을 각각 발광하는 복수의 발광소자와, 1 프레임마다 복수 색 성분의 화상의 광상을 형성하여 순차 투영하는 투영부를 구비한 투영장치의 투영방법에 있어서,
    상기 발광소자의 발열에 의거하는 휘도의 감소를 보정하도록 해당 발광소자에 공급하는 전력을 조정하는 전력제어공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 투영방법.
    

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