KR20140031146A

KR20140031146A - 혼색 기간의 단축에 의해 전력 소비의 저감화를 실현하는 투영 장치, 투영 방법 및 프로그램을 기록한 기록매체

Info

Publication number: KR20140031146A
Application number: KR20130105378A
Authority: KR
Inventors: 히로키 마스다
Original assignee: 가시오게산키 가부시키가이샤
Priority date: 2012-09-04
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2014-03-12
Also published as: KR101643032B1; CN103676424A; US9064443B2; US20140063082A1; JP2014048648A; JP6064455B2; CN103676424B

Abstract

투영 장치에 관한 것으로서, 복수 색의 발광 소자를 이용한 광원과, 상기 광원의 복수 색의 발광 소자를 단색 및 혼색의 광을 순차 발광하도록 구동하는 구동 수단과, 화상 신호를 입력하는 입력 수단과, 상기 구동 수단에서 발광 구동된 상기 단색 및 혼색의 광을 이용하고, 상기 입력 수단에서 입력된 화상 신호에 대응하는 광상을 형성하고 출사하는 투영 수단과, 상기 입력 수단에서 입력된 화상 신호에 의거하여, 상기 혼색의 발광 기간을 단축하고, 그 단축 기간 중에 해당 혼색의 발광을 구성하는 상기 발광 소자를 소등하는 제어 수단을 구비한다.

Description

혼색 기간의 단축에 의해 전력 소비의 저감화를 실현하는 투영 장치, 투영 방법 및 프로그램을 기록한 기록매체{PROJECTION APPARATUS, PROJECTION METHOD, AND STORAGE MEDIUM STORING PROGRAM, FOR REDUCING ENERGY CONSUMPTION BY SHORTENING COLOR MIXING PERIOD}

2012년 9월 4일에 출원된 일본국 특허출원 제2012-194354호의 명세서, 청구의 범위, 도면 및 요약서를 포함한 모든 개시는 여기에 인용에 의해서 조합된다.

본 발명은 특히, 광원 장치에 반도체 광원을 이용하는 프로젝트에 최적이며, 혼색 기간의 단축에 의해 전력 소비의 저감화를 실현하는 투영 장치, 그 투영 방법 및 프로그램을 기록한 기록매체에 관한 것이다.

예를 들면, 일본국 특허공개공보 제2011-095388호에는 단색광 및 합성광을 자유롭게 사출해서 휘도 향상을 도모할 수 있는 광원 유닛을 구비한 프로젝터가 개시되어 있다.

이러한 종류의 프로젝터에서는 복수 색의 광원 소자를 동시에 발광함으로써 합성색을 얻어, 더욱 휘도가 높은 화상을 투영 가능하게 하고 있다. 그 반면, 복수 색의 광원 소자가 동시에 발광됨으로써, 복수 색의 광원 소자를 각각 단색만으로 발광시키는 경우에 비해, 단위 시간당 전력 소비량이 증대한다고 하는 단점이 있다.

또, 프로젝터에서, 저전력으로 동작하는 동작 모드를 마련하는 것이 있다. 예를 들면, 저전력 모드 설정시에는 광원부에의 공급 전력을 낮게 억제하도록 한 것이 있다. 발광 소자가 LED(발광 다이오드)나 LD(반도체 레이저) 등의 반도체 발광 소자이면, 공급 전류값을 낮게 억제한다. 이러한 동작 모드에서는 발광 소자의 구동 전력을 억제한 것에 의해, 화상의 휘도가 어두워지며, 투영 화상의 질을 떨어뜨릴 수밖에 없다.

본 발명은 상기와 같은 실정을 감안해서 이루어진 것으로써, 그 목적으로 하는 바는 가능한 한 전력의 소비를 최소한으로 억제하면서, 또한 투영에 필요한 밝기를 확보하는 것이 가능한 투영 장치, 투영 방법 및 프로그램을 기록한 기록매체를 제공하는 것이다.

본 발명의 바람직한 형태의 하나는 복수 색의 발광 소자를 이용한 광원과, 상기 광원의 복수 색의 발광 소자를 단색 및 혼색의 광을 순차 발광하도록 구동하는 구동 수단과, 화상 신호를 입력하는 입력 수단과, 상기 구동 수단에서 발광 구동된 상기 단색 및 혼색의 광을 이용하고, 상기 입력 수단에서 입력된 화상 신호에 대응하는 광상을 형성하고 출사하는 투영 수단과, 상기 입력 수단에서 입력된 화상 신호에 의거하여, 상기 혼색의 발광 기간을 단축하고, 그 단축 기간 중에 해당 혼색의 발광을 구성하는 상기 발광 소자를 소등하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 투영 장치이다.

본 발명의 상기의 가일층의 목적, 특징 및 이점은 첨부 도면과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명에 따르면, 가능한 한 전력의 소비를 최소한으로 억제하면서, 투영에 필요한 밝기를 확보하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 1실시형태에 관한 데이터 프로젝터 장치의 개략적인 기능 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 1실시형태에 관한 주로 광원부의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 1실시형태에 관한 기본적인 프레임 구성과 각 발광 소자의 발광 타이밍을 나타내는 타이밍도이다.
도 4는 본 발명의 1실시형태에 관한 전원 투입시의 투영 동작의 처리 내용을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 1실시형태에 관한 Ye필드에 있어서의 구동 전류값의 변경 설정의 개념을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 1실시형태에 관한 R, G, Ye, B 각 필드 기간의 설정예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 1실시형태에 관한 W(백색) 화소 수의 비율과 Ye필드의 최대 계조에 대응한 Ye필드에서의 구동 전력의 제어 내용을 나타내는 테이블을 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 1실시형태에 관한 기본 개념을 간략화해서 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 1실시형태에 관한 기본 개념을 간략화해서 나타내는 도면이다.

이하에, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 대해 도면을 이용해서 설명한다. 단, 이하에 기술하는 실시형태에는 본 발명을 실시하기 위해 기술적으로 바람직한 각종 한정이 붙어 있지만, 발명의 범위를 이하의 실시형태 및 도시예에 한정하는 것은 아니다.

이하, 본 발명을 DLP(Digital Light Processing)(등록상표) 방식의 데이터 프로젝터 장치에 적용한 경우의 1실시형태에 대해 도면을 참조해서 설명한다.

도 1은 본 실시형태에 관한 데이터 프로젝터 장치(10)의 개략 기능 구성을 나타내는 도면이다. 입력부(11)는 예를 들면 핀 잭(RCA) 타입의 비디오 입력 단자, D-sub15 타입의 RGB 입력 단자, HDMI(High-Definition Multimedia Interface) 단자 등에 의해 구성된다. 입력부(11)에 입력된 각종 규격의 화상 신호는 필요에 따라 디지털화된 후에, 시스템 버스 SB를 통해 화상 변환부(12)에 보내진다.

화상 변환부(12)는 스케일러라고도 칭해지며, 입력되는 화상 데이터를 투영에 적합한 소정 포맷의 화상 데이터로 통일해서 투영 처리부(13)에 보낸다.

투영 처리부(13)는 보내져 온 화상 데이터에 따라, 소정 포맷에 따른 프레임 레이트, 예를 들면 120[프레임/초]와 색 성분의 분할 수 및 표시 계조수를 승산한, 더욱 고속인 시분할 구동에 의해 마이크로 미러 소자(14)를 표시하도록 구동한다.

이 마이크로 미러 소자(14)는 어레이형상으로 배열된 복수, 예를 들면 WXGA(Wide eXtended Graphic Array)(횡1280화소×종800화소)분의 미소 미러의 각 경사 각도를 개개로 고속으로 온/오프 동작하여 화상을 표시함으로써, 그 반사광에 의해 광상을 형성한다.

한편, 광원부(15)로부터 R, G, B의 원색광을 포함하는 복수 색의 광이 순환적으로 시분할로 순차 출사된다. 이 광원부(15)로부터의 광이 미러(16)에서 전 반사되어 상기 마이크로 미러 소자(14)에 조사된다.

그리고, 마이크로 미러 소자(14)에서의 반사광으로 광상이 형성되고, 형성된 광상이 투영 렌즈부(17)를 통해, 투영 대상으로 되는 도시하지 않은 스크린에 투영 표시된다.

또한, 후술하는 광원부(15)내의 발광 소자의 구동 타이밍 등의 제어는 CPU(18)의 제어 하에 상기 투영 처리부(13)가 직접 실행한다.

상기 각 회로의 동작 전체를 CPU(18)가 제어한다. 이 CPU(18)는 메인 메모리(19) 및 프로그램 메모리(20)와 직접 접속된다. 메인 메모리(19)는 예를 들면 SRAM으로 구성되며, CPU(18)의 워크 메모리로서 기능한다. 프로그램 메모리(20)는 전기적으로 리라이트 가능한 불휘발성 메모리로 구성되고, CPU(18)가 실행하는 동작 프로그램이나 각종 정형 데이터 등을 기억한다. CPU(18)는 상기 메인 메모리(19) 및 프로그램 메모리(20)를 이용해서, 이 데이터 프로젝터 장치(10)내의 제어 동작을 실행한다.

상기 CPU(18)는 조작부(21)로부터의 키 조작 신호에 따라 각종 투영 동작을 실행한다.

이 조작부(21)는 데이터 프로젝터 장치(10)의 본체에 마련되는 키 조작부와, 이 데이터 프로젝터 장치(10) 전용의 도시하지 않은 리모트 컨트롤러로부터의 적외광을 수광하는 적외선 수광부를 포함하고, 유저가 본체의 키 조작부 또는 리모터 컨트롤러에서 조작한 키에 의거하는 키 조작 신호를 CPU(18)에 직접 출력한다.

상기 CPU(18)는 또한, 상기 시스템 버스 SB를 통해 음성 처리부(22)와도 접속된다. 음성 처리부(22)는 PCM 음원 등의 음원 회로를 구비하고, 투영 동작시에 주어지는 음성 데이터를 아날로그화하며, 스피커부(23)를 구동하여 확성 방음시키거나, 혹은 필요에 따라 비프음 등을 발생시킨다.

도 2에 의해 상기 광원부(15)를 2종류의 반도체 발광 소자를 이용해서 구성한 경우의 광학계의 구성에 대해 설명한다.

광원부(15)는 청색의 레이저광을 발하는 반도체 발광 소자인 LD(레이저 다이오드, 반도체 레이저) 어레이(31)를 광원으로서 갖는다.

이 LD 어레이(31)는 예를 들면 8×3(도면 연직 방향)의 계 24개의 LD가 어레이형상으로 배열되고, 각 8개씩 3열의 LD가 열 단위로 직렬 접속되어 발광 구동된다. 이 LD 어레이(31)가 발하는 청색의 레이저광은 LD 어레이(31)와 대향하도록 계단형상으로 배열된 미러 어레이(32)에 의해 90°의 각도로 반사되고, 렌즈(33, 34)에 의해 집광되어 평행한 광속으로 된 후, 다이크로익 미러(35)를 투과하고, 렌즈(36, 37)를 통해 광원의 일부로서의 컬러 휠(38)의 둘레면에 조사된다.

컬러 휠(38)은 회전 구동부인 모터(M)(39)의 구동에 의해 회전하는 것으로써, 둘레면에 투과용 확산판(38b)과 형광체층(38g)을 링형상의 영역을 분할해서 배치하고 있다. 상기 LD 어레이(31)로부터의 레이저광은 컬러 휠(38)의 회전에 수반해서 투과용 확산판(38b) 또는 형광체층(38g)에 선택적으로 조사된다.

이 컬러 휠(38)의 회전 동기는 도시하지 않은 둘레면에 형성한 마커의 회전을 상기 투영 처리부(13)가 검출해서 제어한다.

컬러 휠(38)의 형광체층(38g)이 있는 둘레면 위치에는 LD 어레이(31)로부터의 레이저광이 조사되는 면에 형광체가 도포되어 형광체층을 형성하는 동시에, 형광체층(38g)이 형성되어 있는 면의 이면에는 반사판이 형광체층과 중첩되도록 마련되어 있다.

LD 어레이(31)로부터의 레이저광의 광로상에 상기 컬러 휠(38)의 형광체층(38g)이 있는 경우, 해당 형광체층(38g)은 청색의 레이저광의 조사에 의해 여기되고, 녹색의 광을 발한다.

컬러 휠(38)로부터 발한 녹색광은 형광체층(38g)의 이면측에 형성된 상기 반사판에 의해 균일하게 상기 렌즈(36, 37)측으로 보내지고, 상기 다이크로익 미러(35)에서 반사된다.

다이크로익 미러(35)에서 반사된 녹색광은 렌즈(41)를 통해 다이크로익 미러(42)에서 반사된 후, 렌즈(43)를 통해, 적분기(44)를 통과하여 휘도 분포가 균일한 광속으로 된다. 적분기(44)를 출사한 녹색광은 또한 렌즈(45)를 통해 미러(46)에서 반사되고, 렌즈(47)를 통해 상기 미러(16)에서 반사된 후에 렌즈(48)를 통해 상기 마이크로 미러 소자(14)에 조사된다.

그리고, 이 마이크로 미러 소자(14)로부터의 상기 투영 렌즈부(17) 방향으로의 반사광으로 광상이 형성되는 것으로써, 해당 광상은 상기 렌즈(48)를 통해 상기 투영 렌즈부(17)에 의해 투영 대상의 도시하지 않은 스크린 등에 조사된다.

또, 상기 LD 어레이(31)로부터의 레이저광의 광로상에 상기 컬러 휠(38)의 투과용 확산판(38b)이 있는 경우, 해당 확산판(38b)을 통해 확산되면서 투과한 청색광은 렌즈(50)를 통해 미러(51)에서 반사되고, 렌즈(52)를 통해 또한 미러(53)에서 반사된 후에, 상기 다이크로익 미러(42)를 투과하고, 렌즈(43)를 통해 적분기(44)를 통과하여 휘도 분포가 균일한 광속으로 된다. 적분기(44)를 출사한 청색광은 또한 렌즈(45)를 통해 미러(46)에서 반사되고, 렌즈(47)를 통해 상기 미러(16)에 이른다.

또한, 광원부(15)는 적색광을 발하는 반도체 발광 소자인 LED(발광 다이오드)(55)를 광원으로서 갖는다.

LED(55)가 발하는 적색광은 렌즈(56, 57)를 통해, 상기 다이크로익 미러(35)를 투과하고, 상기 렌즈(41)를 통해 상기 다이크로익 미러(42)에서 반사된 후, 렌즈(43)를 통해 적분기(44)를 통과하여 휘도 분포가 균일한 광속으로 된다. 적분기(44)를 출사한 적색광은 또한 렌즈(45)를 통해 미러(46)에서 반사되고, 렌즈(47)를 통해 상기 미러(16)에 이른다.

이상, 상기 다이크로익 미러(35)는 청색광 및 적색광을 투과시키는 한편, 녹색광을 반사한다. 또, 상기 다이크로익 미러(42)는 청색광을 투과시키는 한편, 적색광 및 녹색광을 반사시킨다.

다음에, 상기 실시형태의 동작에 대해 설명한다.

또한, 본 동작에서는 설명을 간이하게 하기 위해, 투영하는 컬러 화상 1프레임이 R(적색)필드, G(녹색)필드, Ye(황색)필드 및 B(청색)필드의 계 4필드로 구성되는 것으로 한다.

도 3은 기본적인 투영 동작 모드에 있어서의 프레임 구성과 각 발광 소자의 발광 타이밍을 나타내는 타이밍도이다. 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같은 순서의 R, G, Ye, B의 순서로 해당 색의 화상을 투영한다.

따라서, 녹색광의 여기도 포함시켜 청색광을 발하는 LD 어레이(B-LD)(31)와, 적색광을 발하는 LED(R-LED)(55)의 2종류의 발광 소자의 각 구동 타이밍은 도 3의 (b), 도 3의 (c)에 나타내는 바와 같이 된다. 또, LD 어레이(31)로부터의 청색광이 조사되는 컬러 휠(38)의 둘레면 위치에서의 투과용 확산판(38b)과 형광체층(38g)의 회전 위상은 도 3의 (d)에 나타내는 바와 같이 된다.

도시하는 바와 같이, Ye필드는 LED(55)의 발하는 적색광과, LD 어레이(31)가 발한 청색광에 의해서 컬러 휠(38)의 형광체층(38g)에서 여기되는 녹색광의 혼색에 의해, 보색인 황색광이 얻어지고, R, G, B보다 휘도가 높고 밝은 화상을 투영 가능하게 한다.

도 4는 본 실시형태에 관한 전원 투입시의 특히 R, G, Ye, B의 각 필드의 발광 기간의 설정 처리의 내용을 나타내는 흐름도이다. 이 도 4에 나타내는 처리는 모두, CPU(18)가 프로그램 메모리(20)에 인스톨되어 있는 동작 프로그램을 메인 메모리(19)에 읽어내어 실행하는 것이다. 그리고, 광원부(15)의 발광 소자의 구동 타이밍이나, 컬러 휠(38)의 회전이나, 마이크로 미러 소자(14)에 의해 표시하는 화상의 계조 제어 등은 CPU(18)의 제어하에 투영 처리부(13)가 실행한다. 그 결과, 설정한 필드 기간에 따른 투영 동작이 실행된다.

동일 도면에 있어서, 처리 당초에 CPU(18)는 그 시점에서 전력 절약 모드가 설정되어 있는지의 여부를 판단한다(스텝 S101). 여기서, 전력 절약 모드가 설정되어 있지 않다고 판단한 경우, CPU(18)는 상기 도 3에서 나타낸 바와 같이, 통상 설정되어 있는 기본적인 투영 모드에 따라 광원부(15)로부터 R, G, Ye, B의 각 색의 발광의 설정을 실행한다(스텝 S102). 계속해서, 재차 상기 스텝 S101로부터의 처리로 되돌린다.

또, 상기 스텝 S101에서 전력 절약 모드가 설정되어 있다고 판단한 경우, 다음에 CPU(18)는 그 시점에서 입력부(11)로부터 입력되어 있는 다음에 투영되는 화상 신호의 내용을 체크한다(스텝 S103).

여기서, 화상 신호의 체크는 구체적으로는 전체 화소 중에서 W(백색) 화소 수의 비율과, Ye필드에서 구동하는 전체 화소 중의 최대 계조를 취득한다.

예를 들면, 각 색 필드에서 화소마다 할당된 계조 비트 수가 「8」인 경우, 계조값은 「0(제로)」에서 풀 계조 「255」까지의 전체 256단계로 된다. 그 경우, 전체 화소 중에서, 각 색 필드에서의 계조가 「R≒G≒Ye≒B≒255」로 된다. 즉, 「W」(백색)을 투영하는 화소가 어느 정도 있는지, 그 비율(%)을 산출한다. 또, 아울러, Ye필드에서 전체 화소 중, 최대 계조로 되는 화소의 계조값을 산출한다.

다음에, CPU(18)는 상기한 스텝 S103에서 취득한 화상 신호의 1프레임과, 스텝 S103에서 취득한 화상의 직전에 투영한 화상 신호의 1프레임, 즉 과거에 취득한 화상 신호의 1프레임과의 화소마다의 비교를 실행한다(스텝 S104). 그리고, 소정의 비율, 예를 들면 전체 화소 중 20[%]이상의 화소에 차이가 있는지 없는지를 판단하여, 투영하고 있는 화상에 움직임이 생겼는지의 여부를 판단한다(스텝 S105). 또한 본 실시예에서는 전체 화소 중 20[%]이상의 화소에 차이가 있는 경우를 예시하고 있지만, 그것에 한정하는 것은 아니며, 유저 등에 따라 최적의 값이 설정되어도 좋다.

여기서, 화상에 큰 변화는 없다고 판단한 경우, 새로이 동작 내용을 설정할 필요가 없는 것으로 해서, CPU(18)는 그 시점에서 설정되어 있는 광원부(15)에서의 발광 구동 상태와 투영 처리부(13)에서의 마이크로 미러 소자(14)에 대한 계조 구동 상태를 유지한다. 즉, 각 설정 내용의 변경은 실행하지 않고(스텝 S106), 재차 상기 스텝 S101로부터의 처리로 되돌린다.

또, 상기 스텝 S105에서 소정 비율의 화소에 차이가 있고, 화상에 움직임이 생겼다고 판단한 경우 CPU(18)는 직전의 스텝 S103에서 체크한 W(백색) 화소 수의 비율이 50[%]미만인지의 여부를 판단한다(스텝 S107).

여기서, W(백색)화소 수의 비율이 50[%]이상이라고 판단한 경우, 화상의 절반 이상의 화소가 백색이고, 예를 들면, 프레젠테이션에 의한 투영 동작시 등에서 문서 화상을 투영하는 경우가 고려된다. 이 경우, 전력 절약 모드에서의 투영을 해 버리면, 화상 전체가 어두워지고 투영의 질을 저하시켜 버릴 우려가 있다.

그 때문에, CPU(18)는 설정되어 있는 전력 절약 모드를 일시적으로 해제하고, 통상 설정되는 기본적인 투영 모드로 복귀하여, 컬러 화상의 1프레임 기간을 유효하게 사용해서 광원부(15)로부터 R, G, Ye, B의 각 색의 발광을 실행한다. 그리고, 이 광원부(15)로부터의 광을 이용해서 마이크로 미러 소자(14)에 의해 광상을 형성하고, 투영 렌즈부(17)로부터 투사시킨다(스텝 S108). 그 후, 재차 상기 스텝 S101로부터의 처리로 되돌린다.

또, 상기 스텝 S107에서 W(백색) 화소 수의 비율이 50[%]미만이라고 판단한 경우, CPU(18)는 직전의 스텝 S103에서 체크한 W(백색) 화소 수의 비율 및 Ye필드에서의 최대 계조로 되는 화소의 계조값에 따라, Ye필드에 있어서의 각 발광 소자의 발광 기간을 변경 설정한다(스텝 S109). 이하에, Ye필드에 있어서의 각 발광 소자의 발광 기간의 설정에 대해 상세하게 기술한다.

도 5에, 이 Ye필드에 있어서의 구동 전류값의 변경 설정의 개념을 나타낸다. 도 5의 (a)는 전력 절약 모드에서의 기간 단축을 실행하지 않는 통상의 투영 동작시의 각 색 필드 기간을 나타낸다. 투영 처리부(13)가 마이크로 미러 소자(14)를 구동할 때, Ye필드를 포함한 각 색 필드에서의 최대 계조가 256이고, 임의의 화상 신호에서의 Ye필드에서의 전체 화소 중에서 최대 계조로 되는 화소의 계조값이 예를 들면 「229(/255)」이었던 것으로 한다.

그 경우, 예를 들면 본래의 Ye필드에서 표현해야 할 「255」계조 중의 절반 「128」계조분까지를, Ye성분을 구성하는 R성분과 G성분으로 분리하여, R필드 및 G필드에서 그 분만큼의 계조를 대신하여 보상할 수 있다. 그리고, 나머지 127계조분을 Ye필드 기간에서 절반의 휘도로 떨어뜨린 저전력 소비 상태로 표현한다. 그러면, Ye필드 기간 중의 「101(=229-128)/127」의 시간이 경과한 도면 중에 파선으로 나타내는 타이밍 t11 이후는 LD 어레이(31)와 LED(55)에 의한 발광은 불필요하게 된다.

따라서, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, CPU(18)는 상기 타이밍 t11이후 다음의 B필드가 시작될 때까지의 T11로 표시된 시간, 저전력 소비 상태에서 발광하고 있는 R-LED(55)와 녹색광 여기를 위한 B-LD 어레이(31)를 소등시킴으로써, 필요한 색 표현을 실행하면서, 쓸데없는 전력 소비를 내릴 수 있다.

도 7은 이 때 CPU(18)가 프로그램 메모리(20)로부터 읽어내어서 참조하는, W(백색) 화소 수의 비율과 Ye필드의 최대 계조에 대응한 Ye필드에서의 구동 전력의 제어 내용(단축 가능한 최대 시간 폭의 비율)을 나타내는 테이블을 예시하는 도면이다.

동일 도면에 나타내는 바와 같이, W(백색) 화소 수의 비율에 관해, 0[%], 0[%]이상 25[%]미만, 25[%]이상 50[%]미만 및 50[%]이상의 4가지로 나눈다. 또, Ye필드에서의 전체 화소 중의 최대 계조에 관해, 128계조 이하, 129계조 이상 158계조 이하, 159계조 이상 190계조 이하, 191계조 이상 254계조 이하, 및 255계조의 5가지로 나눈다. 그리고, Ye필드에서 R-LED(55)와 B-LD 어레이(31)를 동시에 발광하는 경우의 단축 가능한 최대 시간 폭의 비율을 정의한다.

또한, 도 7에 있어서, 단축 가능한 최대 시간 폭의 비율이 높은 수치가 되면 될수록, Ye필드에서 R-LED(55)와 B-LD 어레이(31)를 동시에 발광하는 시간을 짧게 할 수 있는 것을 나타낸다. 도 7에 나타내는 바와 같이, Ye필드의 계조가 낮아지면 낮아질수록, Ye필드에서 R-LED(55)와 B-LD 어레이(31)를 동시에 발광하는 최대 시간 폭은 작아진다.

그런데, 백색 화상은 R, G, B, Ye의 필드를 모두 이용해서 형성되므로, Ye필드의 투영 시간 길이가 단축되면 백색 화상의 밝기는 어두워진다. 그러나, W(백색) 화소 수의 비율이 낮은 화상에 관해서는 화상 전체의 휘도가 원래부터 낮기 때문에, Ye필드의 투영 시간 길이를 단축했다고 해도, 관찰자는 투영 화상의 밝기의 변화를 인지할 수 없다.

따라서, W(백색) 화소 수의 비율이 낮은 화상으로 되면 될수록 Ye필드에서 단축 가능한 최대 시간 폭을 길게 할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 W(백색) 화소 수의 비율을 0[%], 0[%]이상 25[%]미만, 25[%]이상 50[%]미만 및 50[%]이상으로 경우를 나누고 있지만, 이 설정을 광원 스펙이나 사용 환경에 따라 변경하도록 해도 좋은 것은 물론이다.

또, 본 실시형태에서는 Ye필드에서의 전체 화소 중의 최대 계조에 관해, 128계조 이하, 129계조 이상 158계조 이하, 159계조 이상 190계조 이하, 191계조 이상 254계조 이하 및 255계조로 경우를 나누고 있지만, 이 설정을 광원 스펙이나 사용 환경에 따라 변경하도록 해도 좋은 것은 물론이다.

그리고, CPU(18)는 이 스텝 S109에서, Ye필드에 있어서의 각 발광 소자의 발광 기간을, 도 7에 나타내는 테이블을 참조해서 변경 설정하게 된다.

또한, 상기 스텝 S109에서 W(백색) 화소 수의 비율이 대략 0[%]에 가깝고, Ye필드에서의 전체 화소 중의 최대 계조값이 128미만이었던 경우, CPU(18)는 해당 Ye필드를 전체에 걸쳐 소등하는 것으로서 설정한다. 그 대신에, Ye필드에 있어서의 전체 화소 모두, Ye성분을 구성하는 R성분과 G성분으로 분리해서 R필드 및 G필드에서 그 분만큼을 대체하여 표현할 수 있다.

상기 스텝 S109의 처리 후에 CPU(18)는 R필드 및 G필드에서 Ye필드로부터 대체된 분의 각 화소값의 강조 설정을 실행한다. 그와 동시에, Ye필드를 단축한 폭에 대응하고, Ye필드와 보색의 관계가 되는 B필드의 기간을 필요에 따라 단축 설정한다(스텝 S110). 이상으로 일련의 처리를 종료한 것으로 해서, 재차 상기 스텝 S101로부터의 처리로 되돌리고, 마찬가지의 제어를 속행한다.

상기 스텝 S110에서의 처리는 Ye필드를 단축함으로써 R필드+G필드+Ye필드와, 그 보색의 관계에 있는 B필드의 색 밸런스가 무너지는 것을 회피하도록 실행하는 것이다.

도 6은 그와 같은 각 필드 기간 설정시의 예를 나타낸다. 도 6의 (a)는 설정전의 R, G, Ye, B의 각 필드를 단축하는 설정전의 필드마다의 발광 타이밍을 예시한다.

이에 반해, 도 6의 (b)는 본래 Ye필드로 표현해야 할 내용의 대부분을 R필드 및 G필드로 대체하여 강조하여 표현한다. 그와 동시에 Ye필드에서는 후반의 기간 T21분만큼 단축하여 일시적으로 R-LED(55) 및 G광 여기용의 B-LD 어레이(31)를 소등한다. 또한, 이에 아울러 계속되는 B필드에서도 후반의 시간 T22분을 단축하는 바와 같은 설정예를 나타내고 있다.

이와 같이 본 실시형태에 있어서는 본래 Ye필드로 표현해야 할 내용을, Ye성분을 R성분과 G성분으로 분리하여 R필드 및 G필드로 대체하여 강조해서 표현하는 것에 의해, 2종류의 발광 소자(55, 31)를 동시 발광하는 Ye필드의 기간에서 가능한 한 단축하여, 불필요한 전력 소비를 회피하도록 한 것이다.

도 8은 그와 같은 본 실시형태의 기본 개념을 나타낸다. 예를 들면, 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같은 R, G, Ye, B의 각 색 구성 비율로 되는 화상이 있던 경우, Ye필드로 표현해야 할 내용을, R성분과 G성분으로 분리한다. 그리고, 도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이 R필드 및 G필드에서 각각 그들의 분리된 성분에 따른 강조를 실행함으로써, Ye필드에서의 표시를 해당 프레임내에서 정지하고, LED(55)와 LD 어레이(31)의 동시 발광을 정지시켜도, 데이터 프로젝터 장치(10)로부터 투사되는 화상의 질은 거의 변화하지 않는다.

따라서, 입력 화상의 내용을 체크하고, 예를 들면 상술한 바와 같이 전체 화소 수에 대한 W(백색) 화소 수의 비율과, 혼색에 의한 보색 기간인 Ye필드 기간 중에서 투영해야 할 최대 계조에 의거하여, 보색 기간의 채용의 가부 또는 단축의 정도를 결정함으로써, 화상 전체의 밝기나 화질을 손상시키지 않고, 쓸데없는 전력 소비를 회피할 수 있다.

도 9는 그와 같은 각 필드 기간의 설정예에 대해 나타낸다.

도 9의 (a)는 Ye성분의 비율이 작고, 또한 Ye성분의 최대 계조도 낮은 경우에, Ye성분을 R성분과 G성분으로 완전히 분리하여, R필드와 G필드에서 대체하는 화상 투영을 실행한다. 그 결과, Ye필드를 소등하기 위해, 그 필드에서는 R-LED(55)와 녹색 여기용의 B-LD 어레이(31)의 발광을 정지한다.

도 9의 (b)는 예를 들면 화상을 구성하는 전체 화소 중, W(백색) 화소 수의 비율이 높고, R, G, Ye, B 각 필드에서의 계조가 전체적으로 높기 때문에, Ye필드에서의 계조 성분을 R필드 및 G필드로 분리해서 대체시킬 여유가 없고, 결과적으로 통상의 발광 설정과 같이 각 필드 기간 전역을 사용해도 통상의 투영 동작을 실행하는 경우를 나타낸다.

도 9의 (c)는 Ye성분의 비율이 비교적 크지만, Ye성분의 대부분을 R성분과 G성분으로 분리해서 그들을 R필드와 G필드에서 대체하여 각각 강조한 화상 투영을 실행함으로써, Ye필드에서의 발광 기간을 대폭 단축하여 그 필드에서는 R-LED(55)와 녹색 여기용의 B-LD 어레이(31)의 각 발광 시간을 매우 짧게 한 경우를 나타낸다.

이상 상세하게 기술한 바와 같이 본 실시형태에 의하면, 가능한 한 전력의 소비를 최소한으로 억제하면서, 투영에 필요한 밝기를 확보하고, 화질의 열화를 회피하는 것이 가능하게 된다.

또, 상기 실시형태에서는 입력한 화상 신호의 내용에 따라, 복수 혼색의 Ye필드에서의 발광을 정지하는 것으로 했으므로, 동시 발광에 의한 전력 소비를 대폭 삭감할 수 있다.

또, 상기 실시형태는 입력한 화상 신호 혹은 그 시점에서 설정되어 있는 투영 모드에 따라, 굳이 상기 혼색의 발광 기간의 단축 혹은 소등을 실행하지 않도록 하였다. 그 결과, 전력 소비를 내릴 필요가 없는 상태에서는 제어계의 회로인 CPU(18) 및 이 CPU(18)의 제어하에 광원부(15)를 구동하는 투영 처리부(13)의 부담을 경감할 수 있다.

또, 상기 실시형태에서, 도 6에 나타낸 바와 같이, Ye필드의 기간 단축과 아울러, Ye필드와 투영하는 화상이 보색 관계에 있는 B필드에서의 기간도 상응분만큼 단축하는 것으로 하였다. 그 결과, 혼색 기간의 투영 화상 성분을 분리하여 단색 기간에서 강조하여 표현시키는 경우에, 색 밸런스가 무너진다고 우려될 때에는 의도적으로 해당 혼색과 보색 관계에 있는 단색 기간의 기간을 조정하여, 부자연스러운 색 밸런스의 무너짐을 부정하여, 열화가 눈에 띄지 않는 무채색에서의 표현으로 바꾸는 것에 의해, 명백한 화질의 열화를 회피할 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는 입력한 화상 신호 중의 W(백색) 화소의 비율 및 복수 혼색에 대응하는 색 화소의 최대 계조값에 따라, 복수 혼색의 발광 기간 단축과, 단색의 발광 기간의 광상의 계조 강조를 실행하는 것으로 하였다.

이러한 판단 방법을 채용함으로써, 일반적으로 히스토그램을 작성하는 처리의 일부를 유용하여 입력되는 화상 신호에 대한 판단을 간이하게 실시할 수 있기 때문에, 제어계의 회로인 CPU(18) 및 이 CPU(18)의 제어하에 광원부(15)를 구동하는 투영 처리부(13)의 부담을 경감할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 광원부(15)가 녹색광과 적색광의 혼색에 의한 황색 광을 발생하고, 이 혼색을 포함시킨 R, G, Ye, B의 각 색 필드에서 컬러 화상 1프레임을 구성하는 것으로서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예를 들면 적색광 R과 청색광 B에 의한 혼색으로 마젠타 색광 Mg에 대응한 필드, 녹색광 G와 청색광 B에 의한 혼색으로 시안 색광 Cy에 대응한 필드를 설정시켜도 좋고, 적색광 R, 녹색광 G와 청색광 B의 3색에 의한 혼색으로 백색광 W에 대응한 필드를 설정시키는 것으로 해도 좋다.

또, 상기 실시형태에서는 다른 단색 필드에서 대체할 수 있는 혼색 성분을 분리해서 각각 그 분만큼 대응하는 단색 필드에서의 표현을 강조하는 동시에, 대체할 수 없던 나머지 혼색 성분에 관해서는 발광 기간을 단축한 후에 투영 동작을 실행하는 것으로서 설명하였다. 그러나, 그 때, 발광 기간을 축소할 뿐 아니라, 발광 전력을 저하, 예를 들면 대부분의 반도체 발광 소자에서는 발광 휘도를 따라 전류값으로 제어하기 위해 구동 전류값을 제어함으로써, 동시 발광시의 전력 소비를 내리도록 하는 방법을 병용해서 실시해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는 Ye필드의 단축 가능한 최대 시간 폭의 비율은 도 7에 나타내는 바와 같이 규정되어 있지만, Ye필드의 듀티비에 의거하여 이 비율을 변화시켜도 좋다. 예를 들면, 통상 투영 모드에서는 Ye필드의 듀티비가 (1프레임=360도 중의)80도로 설정되고, 고휘도 투영 모드에서는 Ye필드가 120도로 설정하는 바와 같은 모드 전환 수단이 마련되어 있는 경우를 고려한다.

고휘도 투영 모드에서는 통상 투영 모드에 비해, Ye필드의 듀티비가 크고, 즉 Ye의 투영 시간이 길어지므로, Ye필드가 단축됨으로써 생기는 백색상의 밝기 저감의 영향은 고휘도 투영 모드시 쪽이 커진다. 따라서, 고휘도 투영 모드의 경우, 단축 가능한 Ye필드의 최대 시간 폭의 비율을 통상 투영 모드의 경우보다 작아지도록 제어해도 좋다. 즉, Ye필드의 듀티비가 커지면 커질수록, 단축 가능한 Ye필드의 최대 시간 폭의 비율이 작아지도록 제어한다. 이와 같이 하면, 각종 색 필드의 듀티비가 변화하도록 제어하는 투영 장치라도 가능한 한 전력의 소비를 최소한으로 억제하면서, 투영에 필요한 밝기를 확보하고, 화질의 열화를 회피하는 것이 가능하게 된다.

그 밖에, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 실시 단계에서는 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형하는 것이 가능하다. 또, 상술한 실시형태에서 실행되는 기능은 가능한 한 적절히 조합해서 실시해도 좋다. 상술한 실시형태에는 각종 단계가 포함되어 있으며, 개시되는 복수의 구성 요건에 의한 적절한 조합에 의해 각종 발명이 추출될 수 있다. 예를 들면, 실시형태에 나타나는 전체 구성 요건에서 몇 개의 구성 요건이 삭제되어도, 효과가 얻어지는 것이면, 이 구성 요건이 삭제된 구성이 발명으로서 추출될 수 있다.

10; 데이터 프로젝터 장치 11; 입력부
12; 화상 변환부 13; 투영 처리부
14; 마이크로 미러 소자 15; 광원부
16; 미러 17; 투영 렌즈부
18; CPU 19; 메인 메모리
20; 프로그램 메모리 21; 조작부
22; 음성 처리부 23; 스피커부
31; LD 어레이 32; 미러 어레이
33, 34; 렌즈 35; 다이크로익 미러
36,37; 렌즈 38; 컬러 휠
38b; 투과용 확산판 38g; 형광체층
39; 모터(M) 41; 렌즈
42; 다이크로익 미러 43; 렌즈
44; 적분기 45; 렌즈
46; 미러 47, 48; 렌즈
50; 렌즈 51; 미러
52; 렌즈 53; 미러
54; 렌즈 SB; 시스템 버스

Claims

복수 색의 발광 소자를 이용한 광원과,
상기 광원의 복수 색의 발광 소자를 단색 및 혼색의 광을 순차 발광하도록 구동하는 구동 수단과,
화상 신호를 입력하는 입력 수단과,
상기 구동 수단에서 발광 구동된 상기 단색 및 혼색의 광을 이용하고, 상기 입력 수단에서 입력된 화상 신호에 대응하는 광상을 형성하고 출사하는 투영 수단과,
상기 입력 수단에서 입력된 화상 신호에 의거하여. 상기 혼색의 발광 기간을 단축하고, 그 단축 기간 중에 해당 혼색의 발광을 구성하는 상기 발광 소자를 소등하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 투영 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 수단은 상기 단축된 혼색의 발광 기간의 길이에 따라, 상기 단색의 발광 기간에 있어서 단축된 혼색의 광상의 계조를 강조하는 것을 특징으로 하는 투영 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 수단은 상기 입력 수단에서 입력된 화상 신호 중의 백색 화소의 비율에 따라, 상기 혼색의 발광 기간을 단축하는 것을 특징으로 하는 투영 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 수단은 상기 입력 수단에서 입력된 화상 신호 중의 상기 혼색에 대응하는 색 화소의 최대 계조값에 따라, 상기 혼색의 발광 기간을 단축하는 것을 특징으로 하는 투영 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 수단은 상기 혼색의 발광 기간의 듀티비에 의거하여, 상기 혼색의 발광 기간을 단축하는 것을 특징으로 하는 투영 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 수단은 상기 단축되는 혼색의 발광 기간의 길이에 의거하여. 상기 혼색과 보색 관계로 되는 단색의 발광 기간도 단축하는 것을 특징으로 하는 투영 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 수단은 상기 입력 수단에서 입력된 화상 신호에 따라, 상기 혼색의 발광 기간의 단축을 해제하는 것을 특징으로 하는 투영 장치.
복수 색의 발광 소자를 이용한 광원, 상기 광원의 복수 색의 발광 소자를 단색 및 혼색의 광을 순차 발광하도록 구동하는 구동부, 화상 신호를 입력하는 입력부, 상기 구동부에서 발광 구동된 상기 단색 및 혼색의 광을 이용하고, 상기 입력부에서 입력된 화상 신호에 대응하는 광상을 형성하고 출사하는 투영부를 구비한 장치에서의 투영 방법으로서,
상기 입력부에서 입력된 화상 신호에 의거하여. 상기 혼색의 발광 기간을 단축하고, 그 단축 기간 중에 해당 혼색의 발광을 구성하는 상기 발광 소자를 소등하는 제어 공정을 가진 것을 특징으로 하는 투영 방법.
복수 색의 발광 소자를 이용한 광원, 상기 광원의 복수 색의 발광 소자를 단색 및 혼색의 광을 순차 발광하도록 구동하는 구동부, 화상 신호를 입력하는 입력부, 상기 구동부에서 발광 구동된 상기 단색 및 혼색의 광을 이용하고, 상기 입력부에서 입력한 화상 신호에 대응하는 광상을 형성하고 출사하는 투영부를 구비한 장치가 내장하는 컴퓨터가 실행하는 프로그램을 기록한 기록매체로서,
상기 컴퓨터를, 상기 입력부에서 입력한 화상 신호에 의거하여, 상기 혼색의 발광 기간을 단축하고, 그 단축 기간 중에 해당 혼색의 발광을 구성하는 상기 발광 소자를 소등하는 제어 수단으로서 기능시키는 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체.